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图11输出与频率的关系
随着开关频率的变化很小,这也和前面的分析是一致的。由于实际电路存在损耗,所以负载电阻越大在谐振点输出电压越高,这和图9仿真计算的结果是一致的。
图12和图13是补偿电容不同时,同一负载在不同的谐振频率处的输入输出关系图,其中,,分别为、时,谐振频率为;,,分别为、时谐振频率为。从图12和图13可以看出,虽然补偿电容不同,但在各自的高谐振点附近得到的输出电压是相差不大。因此,原副边的补偿电容在一定范围内变化时,采用频率跟踪的方式跟踪系统的谐振频率,使系统工作在高谐振点,负载得到的功率是很接近的,这和前面分析是一致。
图12 R=20补偿电容不同时的输入输出
图13 R=10补偿电容不同时的输入输出
图14为,,,开关频率时驱动、桥臂中点电压、输入电流和原边补偿电容电压的波形,考虑
图14 f=30kHz
到电流是用LEM检测的,有的延时,可见电压和电流基本同相位,系统处于谐振状态。图15是时桥臂中点电压和电流波形,此时开关频率小于谐振频率,电压滞后于电流。图16是时桥臂中点电压和电流波形,此时开关频率大于谐振频率,电压超前于电流。
图15 f=27.3kHz 图16 f=37.7kHz
6结论
原边串联副边串联补偿的松耦合谐振变换器有以下的特性:
1如果变换器的松耦合变压器磁芯之间的距离基本不变只是负载在一定范围内变化时,谐振频率基本不变。
2如果谐振元器件随着温度的变化有一定的变化,采用频率跟踪的控制方法可以避免元器件参数的影响,使负载得到最大能量的输出。
3如果发生频率交叉现象,工作频率选择在高谐振点附近,则最大输出功率随着补偿元件的变化而变化得很小,易于控制。