LLC(Light Load Control)是一種在低負載條件下保持高效率的控制策略,廣泛應用于開關電源、LED驅動等領域。然而,在LLC關斷時,由于電路中的寄生參數和開關器件的特性,容易產生電壓尖峰,對電路的安全和穩定性造成影響。
- LLC關斷時電壓尖峰的產生機理
1.1 寄生參數的影響
在LLC電路中,開關器件、電感、電容等元件都存在寄生參數,如寄生電容、寄生電感、寄生電阻等。在開關器件關斷時,這些寄生參數會與電路中的電流、電壓相互作用,產生電壓尖峰。
1.1.1 寄生電容的影響
開關器件的寄生電容在關斷過程中會與電路中的電流產生充電和放電過程,導致電壓尖峰的產生。例如,當開關器件關斷時,其寄生電容Cds會與電路中的電流Id產生充電過程,使得電壓Vds在瞬間上升,形成電壓尖峰。
1.1.2 寄生電感的影響
電感元件的寄生電感在開關器件關斷時,會與電路中的電流產生Ldi/dt效應,導致電壓尖峰的產生。例如,當開關器件關斷時,電感元件的寄生電感Lp會與電路中的電流Id產生Lp*di/dt效應,使得電壓Vds在瞬間上升,形成電壓尖峰。
1.2 開關器件的特性影響
開關器件在關斷過程中,其內部結構和特性也會影響電壓尖峰的產生。例如,開關器件的內部結構可能導致電流在關斷過程中產生突變,從而產生電壓尖峰。
1.2.1 電流突變的影響
開關器件在關斷過程中,其內部結構可能導致電流在瞬間發生突變,從而產生電壓尖峰。例如,當開關器件關斷時,其內部的PN結區域可能產生電流集中現象,導致電流在瞬間發生突變,形成電壓尖峰。
1.2.2 電壓突變的影響
開關器件在關斷過程中,其內部結構可能導致電壓在瞬間發生突變,從而產生電壓尖峰。例如,當開關器件關斷時,其內部的PN結區域可能產生電壓集中現象,導致電壓在瞬間發生突變,形成電壓尖峰。
- LLC關斷時電壓尖峰的影響因素
2.1 電路參數的影響
電路參數,如開關頻率、占空比、電感值、電容值等,都會影響LLC關斷時電壓尖峰的產生。例如,開關頻率越高,關斷過程中的Ldi/dt效應越明顯,電壓尖峰越容易產生;占空比越大,關斷過程中的電流突變越明顯,電壓尖峰越容易產生。
2.2 開關器件的影響
開關器件的參數和特性,如導通電阻、寄生電容、寄生電感等,也會對LLC關斷時電壓尖峰的產生產生影響。例如,導通電阻越大,關斷過程中的電流突變越明顯,電壓尖峰越容易產生;寄生電容越大,關斷過程中的充電和放電過程越明顯,電壓尖峰越容易產生。
2.3 外部環境的影響
外部環境,如溫度、濕度、電磁干擾等,也會對LLC關斷時電壓尖峰的產生產生影響。例如,溫度越高,開關器件的導通電阻越大,關斷過程中的電流突變越明顯,電壓尖峰越容易產生;濕度越大,電路中的寄生電容值可能發生變化,影響關斷過程中的充電和放電過程,從而影響電壓尖峰的產生。
- LLC關斷時電壓尖峰的消除方法
3.1 優化電路設計
優化電路設計是消除LLC關斷時電壓尖峰的重要方法之一。具體措施包括:
3.1.1 選擇合適的開關器件
選擇合適的開關器件,可以降低關斷過程中的電流突變和電壓突變,從而減少電壓尖峰的產生。例如,選擇導通電阻較小、寄生電容較小的開關器件,可以降低關斷過程中的電流突變和電壓突變。
3.1.2 優化電感和電容參數
優化電感和電容參數,可以降低關斷過程中的Ldi/dt效應和充電/放電過程,從而減少電壓尖峰的產生。例如,增加電感值可以降低Ldi/dt效應,增加電容值可以降低充電/放電過程。
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