电路工作在该情况的临界条件应满足
由式(22)和(23)可解得
因此,满足情况1 的条件是Vo<Vin/(1+ k)。
电路稳态工作时有
平均充电电流为
当输出电容电压为零(即输出短路)时,该谐振电路与串联谐振电路工作在输出短路时完全相同,其谐振电流为大小为
从上面的分析可以看出,V1N 是一个超越方程,解出V1N 是相当困难的,有必要研究其充电规律,找出较为理想的设计方法。
由式(2)~(25)可以看出,V 1N+1 只与谐振电容的比值有关,与谐振电容本身大小和谐振电感大小无关,因而V1N、V1N’、Z1IN’’均为Vin、Vo 和k 的函数。
故由式(24)和(27)可得如下结论:
(1)工作在该情况下的条件是Vo<Vin/(k+1);
(2)与谐振电容本身大小和谐振电感大小无关,只与谐振电容的比值有关,且
为Vo/Vin 和k 的函数;当k 一定时,
为Vo/Vin 的函数。
情况2:充电电流在正谐振半个周期内存在,在负谐振周期内充电电流为零,则有如下3 种工作模式。
模式1: Q1、Q3 导通,v2(t0)<Vo,整流二极管均截止,谐振电流i>0,充电电流io=0,等效电路如图4(a)所示。
模式2:当v2(t1)=Vo 时,整流二极管D5、D7 导通,io=i,其等效电路如图4(b)所示。
模式3:当谐振电流i(t2)<0 时,续流二极管D1、D3 导通,整流二极管截止,io=0,等效电路如图4(a)所示。
仿情况1 分析,可得如下结论:
(1)工作在该情况下的条件是Vin /(k+1) <Vo<2Vin/(k+1);
(2)是k 和Vo/Vin 的函数,与谐振参数本身大小无关。
情况3:充电电流在正负谐振半个周期均为零,则有如下两种工作模式
模式1:Q1、Q3 导通,v1(t0)=V1N,v2(t0)=V2N<Vo,其等效工作电路如图5 所示。
模式2:当i(t1)=0 时,进入该模式,半个谐振周期后结束,等效电路如图5 所示。
仿情况1 分析,可得如下结论:
工作在该情况下的条件是Vo>2Vin/(k+1),充电电流为零。
根据上面3 种情况得分析,可得到串并联谐振CCPS 具有如下性质:
(1)k 一定时,随Vo/Vin 的变化关系相同;
(2)充电电压最高可达到2Vin/(k+1) 。
根据上面的性质,通过仿真可以得到不同k 值情况下的 随Vo/Vin 的变化曲线,如图6 所示,该图可用于谐振参数设计和调试。曲线从上到下k值依次为:0;0.02;0.05;0.1;0.2;0.3;0.4;0.5;0.6;0.7;0.8;0.9;1.0;2.0;3.0;4.0;6.0;8.0;19.0。
由图6 可得如下结论:
(1)开环控制的串并联谐振CCPS,其充电电流随着输出电压的升高而减小,平均充电电流不恒定;
(2)Vo/Vin 相同时,随着k 变大,其越小,要提高高电压时的充电电流,就必需减小k 值;
(3)k 相同时,[IMG]/uploadpic/THESIS/2008/2/2008022916273426245D.jpg[/IMG随Vo/Vin 的增大而减小;
(4)最高输出电压为2Vin/(k+1),当k>1 时,输出电压不能达到输入电压。