LLC谐振变换器学习 一

LLC谐振变换器学习 一

LLC谐振变换器在工业应用中得到了广泛的关注，因为它可以在宽输入和负载变化下工作。在传统的PWM在转换器中，功率开关以硬开关模式工作，具有高开关损耗和电磁干扰（EMI）。但在LLC在谐振变换器中，开关管可以通过零电压开关（ZVS）输出整流二极管也可以通过零电流开关（ZCS）关闭，以最大限度地减少损失。因此，高频、高功率密度、高效变换器变得可行。

LLC工作原理

当电容器与电感器串联连接时，它们的阻抗会被抵消。在低频时，它就像一个电容。在高频率下，它就像一个电感。在频率 为1比根号下LC阻抗为0，相当于短路，定义电路谐振。

全桥 LLC 如图所示，谐振变换器拓扑结构，Q1-Q四是主功率开关管， D1-D4， C1-C4 体二极管和寄生电容器用于开关管， T 主功率变压器， DR1 和 DR2 谐振电感输出整流二极管 Lr，谐振电容 Cr 和励磁电感 Lm 组成 LLC 谐振变换器的谐振网络。 从谐振电路的拓扑中，我们可以看到它有两个电感，相应的是两个谐振频率。一个是谐振电感Lr 和谐振电容 Cr 的谐振频率 fr，另一个是 Lm 和 Lr， Cr 谐振频率的形成 fm。 根据开关频率 fs与谐振频率 fr变换器有三种工作模式 工作模式 1：fs > fr，主要波形如图所示 所示。在这种模式下，励磁电感Lm输出电压一直通过变压器位移 nVo，不参与谐振工作。因此，在这个时候， Lm可视为串联谐振变换器的无源负载。从图中可以看出，此时副边整流二极管电流连续，副边整流二极管为硬关节，存在反向恢复。 工作模式 2：fs= fr，主要波形如图 所示 1 相同，Lm输出电压总是夹紧电压，但此时副边整流二极管电流临界连续，自然流到零，可以实现 ZCS。 工作模式 3：fm<fs< fr，主波形如图所示。与上述两种模式不同，当励磁电感电流等于谐振电感电流时，励磁电感不再被输出电压夹紧，而是与 Lr、Cr共同谐振。从图中可以看出，此时副边整流管的电流断断续续，整流二极管可以实现 ZCS。

选择不同的全桥 LLC 谐振变换器开关频率 f，工作模式有三种，即 f>fr， fm<f<fr， f=fr。 fs > fr：lm一直被钳位，副边二极管有反向恢复过程。 fs= fr：lm一直被钳位，副边二极管自然过0，没有反向恢复过程，可以实现 zcs。 lm(励磁电感)被路相当于LRC串联谐振电路。 fm<fs< fr：lm参与谐振过程，参与谐振过程的副边电流为0，可实现zcs，但是，有一个过程，开关管导通，但不将能量传递给副边，会在电路中造成损失。