LLC變換器拓?fù)渑c特點(diǎn)簡(jiǎn)析

LLC變換器工作模態(tài) (f=fs)

拓?fù)渑c特點(diǎn)

以半橋LLC諧振變換器為例，主開關(guān)Q1、Q2構(gòu)成半橋結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)為固定占空比50%的互補(bǔ)信號(hào)，并且在上下橋臂之間應(yīng)有死區(qū)時(shí)間。

諧振電感Ls、諧振電感Cs和變壓器勵(lì)磁電感Lm共同構(gòu)成諧振槽路，具有兩個(gè)諧振頻率：

諧振電感Ls和諧振電感Cs產(chǎn)生的串聯(lián)諧振頻率

諧振電感Ls、諧振電感Cs和變壓器勵(lì)磁電感Lm產(chǎn)生的串并聯(lián)諧振頻率

并且 fs > fm 。

工作頻率f=fs時(shí)LLC工作模態(tài)

工作頻率f = fs時(shí)，LLC變換器工作在軟開關(guān)狀態(tài)。

如下圖所示，t0~t1時(shí)刻，LLC開關(guān)管在導(dǎo)通前，電流先從開關(guān)Q1的體二極管（S到D）內(nèi)流過(guò)，Q1漏源之間電壓被箝位在接近0V（二極管壓降）。t1時(shí)刻驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效，則Q1導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通。

工作過(guò)程

階段1/6： t0 ~ t1

Q1關(guān)斷，Q2開通
D1關(guān)斷，D2開通
勵(lì)磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在-n倍輸出電壓上：VLp = -n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
輸出能量來(lái)自Cs與Ls
該階段持續(xù)到Q2關(guān)斷為止

**階段2/6：**t1 ~ t2

Q1、Q2均關(guān)斷（死區(qū)）
D1、D2均關(guān)斷
變壓器副邊開路，因而Lp也參與諧振
諧振電流I(Ls+Lp)給Cosss2充電，同時(shí)給Coss1放電，直至V(Coss1)=Vin，Q1體二極管開始續(xù)流
該階段持續(xù)到Q1開通為止

**階段3/6：**t2 ~ t3

Q1開通，Q2關(guān)斷
D1導(dǎo)通，D2關(guān)斷
勵(lì)磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在n倍輸出電壓上：VLp = n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
電流流經(jīng)Q1返回到輸入源Vin（Q1工作在第3象限）
該階段持續(xù)到諧振電流I(Ls)=0為止

**階段4/6：**t3 ~ t4

Q1開通，Q2關(guān)斷
D1導(dǎo)通，D2關(guān)斷
勵(lì)磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在n倍輸出電壓上：VLp = n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
能量由輸入Vin流向輸出Vout
該階段持續(xù)到Q1關(guān)斷

階段5/6： t4 ~ t5

Q1、Q2均關(guān)斷（死區(qū)）
D1、D2均關(guān)斷
變壓器副邊開路，因而Lp也參與諧振
諧振電流I(Ls+Lp)給Cosss1充電，同時(shí)給Coss2放電，直至V(Coss2)=0，Q2體二極管開始續(xù)流
該階段持續(xù)到Q2開通為止

階段6/6： t5 ~ t6

Q1關(guān)斷，Q2開通
D1關(guān)斷，D2開通
勵(lì)磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在-n倍輸出電壓上：VLp = -n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
電流流經(jīng)Q2（Q2工作在第3象限）
輸出能量來(lái)自Cs與Ls
該階段持續(xù)到諧振電流I(Ls)=0為止
此后繼續(xù)階段1/6