LLC轉(zhuǎn)換器中一次側(cè)開關(guān)器件反向恢復(fù)特性的重要性：LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作

本文的關(guān)鍵要點(diǎn)

?通常，LLC轉(zhuǎn)換器在增益大于1且MOSFET導(dǎo)通執(zhí)行ZVS工作的區(qū)域（2）中運(yùn)行。

?區(qū)域（2）中的LLC轉(zhuǎn)換器的電路工作分為10種模式。

接續(xù)上一篇文章“LLC轉(zhuǎn)換器的工作特性”之后，在本文中我們將介紹下面的第3項(xiàng)：“LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作”。

LLC轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)

LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點(diǎn)

LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作

MOSFET的反向恢復(fù)特性對(duì)于LLC轉(zhuǎn)換器失諧的重要性

LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作

在上一篇的圖2的區(qū)域（2）中，MOSFET導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作，因此LLC轉(zhuǎn)換器通常在這個(gè)區(qū)域使用。圖3為區(qū)域（2）中的工作波形。Q1和Q2的漏極電流波形（ID_Q1、ID_Q2）表明在導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作。

圖3. 區(qū)域（2）中LLC轉(zhuǎn)換器的工作波形

如圖3的下部分所示，區(qū)域（2）中LLC轉(zhuǎn)換器的電路工作分為10種模式。每種模式的工作如下面的圖4-1～10所示。

	Mode（1） Q1為導(dǎo)通（ON）狀態(tài)，Q2為關(guān)斷（OFF）狀態(tài)。 負(fù)載電流和勵(lì)磁電流都流過一次側(cè)。 電流ID1經(jīng)由D1流過二次側(cè)。此時(shí)，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。 當(dāng)ID1變?yōu)?A時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)工作模式。
	Mode（2） 繼Mode（1）之后，繼續(xù)保持Q1為導(dǎo)通（ON）狀態(tài)，Q2為關(guān)斷（OFF）狀態(tài)。 當(dāng)流過D1的電流變?yōu)?A時(shí)，一次側(cè)的負(fù)載電流也變?yōu)?A，但勵(lì)磁電流仍在流動(dòng)并且該勵(lì)磁電流會(huì)對(duì)Cr充電。 隨著該充電時(shí)間增加，充電電荷量會(huì)增多，輸出電壓會(huì)上升。
	Mode（3） Q1關(guān)斷（OFF）。 勵(lì)磁電流流過并開始對(duì)Q1的輸出電容Coss_Q1充電。 同時(shí)，Q2的輸出電容Coss_Q2開始放電。
	Mode（4） Coss_Q1的充電和Coss_Q2的放電完成后，勵(lì)磁電流流經(jīng)Q2的體二極管。 由于電流流過體二極管而使VDS_Q2幾乎變?yōu)?V，這使得MOSFET導(dǎo)通時(shí)的開關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/td>
	Mode（5） Q2導(dǎo)通（ON）。 由于勵(lì)磁電流在導(dǎo)通之前已經(jīng)流過體二極管，所以導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作。 Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用，這會(huì)使一次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流并經(jīng)由D2流過二次側(cè)。 勵(lì)磁電流的流向與負(fù)載電流相反，但由于變壓器的一次側(cè)被施加負(fù)電壓，因此勵(lì)磁電流會(huì)逐漸減小，最終其流向變得與負(fù)載電流的方向相同。
	Mode（6） Q1為關(guān)斷（OFF）狀態(tài)，Q2為導(dǎo)通（ON）狀態(tài)。 負(fù)載電流和勵(lì)磁電流都流過一次側(cè)。 電流ID2經(jīng)由D2流過二次側(cè)。此時(shí)，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。 當(dāng)ID2變?yōu)?A時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)工作模式。
	Mode（7） 繼Mode（6）之后，繼續(xù)保持Q1關(guān)斷（OFF）、Q2導(dǎo)通（ON）狀態(tài)。 當(dāng)流過D2的電流變?yōu)?A時(shí)，一次側(cè)的負(fù)載電流也變?yōu)?A。此時(shí)，勵(lì)磁電流流過一次側(cè)并對(duì)Cr充電。 隨著該充電時(shí)間增加，充電電荷量會(huì)增多，輸出電壓會(huì)上升。
	Mode（8） Q2關(guān)斷（OFF）。 勵(lì)磁電流流過并開始對(duì)Q2的輸出電容Coss_Q2充電，同時(shí)，Q1的輸出電容Coss_Q1開始放電。
	Mode（9） Coss_Q2的充電和Coss_Q1的放電完成后，勵(lì)磁電流流經(jīng)Q1的體二極管。 由于電流流過體二極管而使VDS_Q1幾乎變?yōu)?V，這使得MOSFET導(dǎo)通時(shí)的開關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/td>
	Mode（10） Q1導(dǎo)通（ON）。 與Mode（5）一樣，由于勵(lì)磁電流在導(dǎo)通之前已經(jīng)流過體二極管，所以導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作。 Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用，這會(huì)使一次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流并經(jīng)由D1流過二次側(cè)。 勵(lì)磁電流的流向與負(fù)載電流相反，但由于變壓器的一次側(cè)被施加負(fù)電壓，因此勵(lì)磁電流會(huì)逐漸減小，最終其流向變得與負(fù)載電流的方向相同。

圖4-1～10：LLC轉(zhuǎn)換器的10種工作模式

審核編輯：湯梓紅