Verständnisproblem Resonanzwandler

[S. M. (liveup)]

Hey alle zusammen,

ich versuch derzeit den Resonanzwandler zu verstehen, komme aber jedoch 
nicht so weiter, wie ich mir das erhofft hatte.
Wozu brauch man den Serienschwingkreis nach der Halbbrücke bzw. welche 
Funktion nimmt die Spule vor und der Kondensator nach dem Trafo ein?

Ich hab schon in diesem Thread nachgelesen..aber so recht versteh ichs 
nicht..tu mir da leider recht schwer mit: 
Beitrag "Resonanzwandler"
http://www.trifolium.de/netzteil/kap10.html

Um Hinweise und (einfache) Erklärungen wäre ich mehr als dankbar!

Guten Morgen =)

[Jens K. (jens_k514)]

Durch den Serienschwingkreis erreicht man Softswitching der FETs. Der 
Schwingkreis wird im Resonanzfall betrieben und die FETs schalten immer 
im Strom-Nulldurchgang ein und aus. Regeln kann man das ganze durch 
auslassen von Wellen. So hat man minimale Schaltverluste.

[S. M. (liveup)]

Jens K. schrieb:
> Durch den Serienschwingkreis erreicht man Softswitching der FETs. Der
> Schwingkreis wird im Resonanzfall betrieben und die FETs schalten immer
> im Strom-Nulldurchgang ein und aus. Regeln kann man das ganze durch
> auslassen von Wellen. So hat man minimale Schaltverluste.

Ich kann mir das leider so gar nicht vorstellen..gerade den Resonanzfall 
etc..gibts dazu gut verständliche Literatur,wo man sowas vielleicht 
nachlesen kann?

[S. M. (liveup)]

So, ich habe annäherungsweise das Prinzip des (LLC-) Resonanzwandlers 
verstanden..jedoch habe ich noch ein paar Fragen:

1)  Wieso wird der Strom maximal, wenn die Spannung am Kondensator im 
Resonanzfall etwa gegenphasig zur Erregerspannung des Rechteckgenerators 
ist?
2)  Warum ist es zu empfehlen, die primärseitige Trafospannung bei etwas 
weniger als +/- Ue/2 anzulegen?

Schon mal vielen Dank!

[Homo Habilis (Gast)]

Soll keine Leichenschändung sein, sondern ist vielmehr eine als Hilfe 
für alle zukünftigen Leser gedachte Korrektur:

S. M. schrieb:
> Wozu brauch man den Serienschwingkreis nach der Halbbrücke bzw. welche
> Funktion nimmt die Spule vor und der Kondensator nach dem Trafo ein?

Ob nun vor oder nach - wichtig ist "in Serie".

Jens K. schrieb:
> Durch den Serienschwingkreis erreicht man Softswitching der FETs. Der
> Schwingkreis wird im Resonanzfall betrieben und die FETs schalten immer
> im Strom-Nulldurchgang ein und aus.

Meist nicht ganz genau im Nulldurchgang.

Jens K. schrieb:
> Regeln kann man das ganze durch auslassen von Wellen.

Auslassen von einzelnen Pulsen, oder Pulspaketen, wäre Puls- oder 
Wellenpaketsteuerung. Das wird explizit beim Beispiel - nicht gemacht.

Sondern es wird, wie bei vielen Resonanzwandlern, über Abweichung der 
Eingangsfrequenz von der Resonanzfrequenz geregelt. Je näher an dieser, 
desto höher der Output.

S. M. schrieb:
> 1)  Wieso wird der Strom maximal, wenn die Spannung am Kondensator im
> Resonanzfall etwa gegenphasig zur Erregerspannung des Rechteckgenerators
> ist?

Weil dann die maximale Gesamtspannung anliegt.

S. M. schrieb:
> 2)  Warum ist es zu empfehlen, die primärseitige Trafospannung bei etwas
> weniger als +/- Ue/2 anzulegen?

So ist das gar nicht formuliert. Nochmal beim Link nachlesen...

S. M. schrieb:
> So, ich habe annäherungsweise das Prinzip des (LLC-) Resonanzwandlers
> verstanden..

Garantiert hast Du das nicht. Nicht einmal ansatzweise. Bei den von Jörg 
Rehrmann gezeigten Wandlern wird Lm, die Magnetisierungsinduktivität 
(das 2. L bei LLC), zumindest laut Text scheinbar gar nicht 
berücksichtigt...

Obwohl natürlich die ZVS-Eigenschaften seiner Schaltungen von deren 
Existenz oftmals profitieren - dazu muß man sie ja nicht erwähnt haben.

Einige Konzepte werden auch unterhalb der Serien-Resonanz von Lr und Cr 
betrieben, so daß sie im ZCS-Modus arbeiten.

[Roland (Gast)]

> Wozu brauch man den Serienschwingkreis nach der Halbbrücke bzw. welche
> Funktion nimmt die Spule vor und der Kondensator nach dem Trafo ein?

Die Spule vor dem Trafo (oder seine Streuinduktivität) und der 
Kondensator befinden sich in Resonanz, wenn die Transistoren mit der 
Resonanzfrequenz geschaltet werden. Dadurch ist der primäre Trafostrom 
sinusförmig, was der effizienteste Betriebspunkt ist. Um zu Leistung zu 
regeln, musst du die Schaltfrequenz anpassen und der Strom ist auch 
nicht mehr sinusförmig.

Achja, im Halbbrückenbetrieb ist der Kondensator umso wichtiger, weil 
dieser den Gleichanteil von Ue/2 aufnommt und eine reine Wechselspannung 
am Trafo anliegt.

Einige Details zur Auslegung eines solchen 11kW LLC-Resonanzwandlers für 
ein Batterieladegerät sind hier:

https://www.researchgate.net/publication/339627945_Auslegung_eines_LLC-Resonanzwandlers_hoher_Leistung_fur_einen_weiten_Ausgangsspannungbereich