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?/p>

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?/p>

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。

審核編輯：湯梓紅