LLC諧振電路

LLC諧振電路由於它優於常規串聯諧振變換器和並聯諧振變換器,在負載和輸出變化較大的情況下,頻率變化比較小,而且在滿載的情況下切換,可以實現零電壓轉換,所以目前備受電子行業的親睞。

下圖為LLC諧振線路和工作波形:

LLC諧振電路

LLC諧振電路

一般來說,LLC諧振包括三個部分,方波發生器,諧振網絡和整流網絡。

如上圖所示,我們的方波發生器通過每次切換都以50%佔空比交替驅動開光Q1和Q2產生方波電壓Vd。

而諧振網絡通常包括一個電容器Cr,變壓器的漏磁電感Lr和激磁電感Lm。諧振網絡可以濾掉高層次諧波電流。因此即使方波電壓應用於諧振網絡,基本上只有正弦電流允許流經諧振網絡。

整流網絡通過整流二極管和電容器調整交流電,輸出直流電壓,整流網絡可設計成一個帶有電容輸出濾波器的全橋或中心軸抽頭結構。

關於LLC諧振工作,我們可以把它的狀態劃分為6個階段:

在t1導t2階段,Q1關斷,Q2開通,電感Lr和Cr進行諧振,次級D1關斷,D2開通,二極管D1約為兩倍輸出電壓,此時能量從Cr, Lr轉換至次級。直到Q2關斷。

在t2到t3階段,Q1和Q2同時關斷,此時處於死區時間, 此時電感Lr, Lm電流給Q2的輸出電容充電,給Q1的輸出電容放電直到Q2輸出電容的電壓等於Vin.次級D1和D2關斷 Vd1=Vd2=0, 當Q1開通時該相位結束。

在t3到t4階段,Q1導通,Q2關斷。D1導通, D2關斷, 此時Vd2=2Vout,Cr和Lr諧振在fr1, 此時Ls的電流通過Q1返回到Vin,直到Lr的電流為零次相位結束。

在t4到t5階段,Q1導通, Q2關斷, D1導通, D2關斷,Vd2=2Vout

Cr和Lr諧振在fr1, Lr的電流反向通過Q1流回功率地。能量從輸入轉換到輸出,直到Q1關斷該相位結束

在t5到t6階段,Q1,Q2同時關斷, D1,D2關斷, 原邊電流I(Lr+Lm)給Q1的Coss充電, 給Coss2放電, 直到Q2的Coss電壓為零。此時Q2二極管開始導通。Q2開通時相位結束。

在t6到t7階段,Q1關斷,Q2導通,D1關斷, D2 開通,Cr和Ls諧振在頻率fr1, Lr 電流經Q2回到地。當Lr電流為零時相位結束。


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