LLC實(shí)現(xiàn)大功率智能充電器
引言
充電器與人們的日常生活密切相關(guān),充電器充電性能的好壞與被充電池的使用壽命、充電效率等息息相關(guān)。下面介紹的就是一款應(yīng)比亞迪公司(BYD)的要求,設(shè)計(jì)出的一種基于單片機(jī)的智能充電器。該充電器對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行智能控制,系統(tǒng)中的管理電還具有功能,可防止電池的過(guò)充和過(guò)放對(duì)電池造成損壞。
1LLC諧振變換器
本充電器設(shè)計(jì)中要考慮整流濾波、能量轉(zhuǎn)換,電、軟件設(shè)計(jì)等。而LLC諧振變換器是能量轉(zhuǎn)換中最重要的部分,關(guān)系到充電器性能的好壞。下面著重介紹其基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型及時(shí)序分析。
1.1LLC諧振變換器的基本結(jié)構(gòu)
圖1所示為L(zhǎng)LC諧振變換器的原理圖。諧振電感Lr、諧振電容Cr和并聯(lián)諧振電感Lm,構(gòu)成LLC諧振網(wǎng)絡(luò),Cr也起到隔直作用[3].在變壓器次級(jí),整流二極管直接連接到輸出電容Co上。
大功率充電機(jī)LLC諧振網(wǎng)絡(luò)需要兩個(gè)磁性元件Lr和Lm。
然而,考慮到高頻變壓器實(shí)際結(jié)構(gòu),可以把磁性元件Lr和Lm集成在一個(gè)變壓器內(nèi),利用變壓器的漏感作為L(zhǎng)r,利用變壓器的磁化電感作為L(zhǎng)m,這樣一來(lái),可以大大減少磁性元件數(shù)目。在設(shè)計(jì)時(shí),只要重點(diǎn)設(shè)計(jì)變壓器的漏感與變壓器磁化電感即可。因此,為增加漏感,需要在變壓器中加入適當(dāng)?shù)臍庀?,并且控制變壓器原、副邊的繞線(xiàn)方式可以提高品質(zhì)因素。
1.2LLC的數(shù)學(xué)模型分析
通過(guò)上述分析,由圖1的LLC諧振變換器的原理圖得其LLC等效模型如圖2所示。