LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作

在上一篇的圖2的區(qū)域(2)中，MOSFET導通時是ZVS工作，因此LLC轉(zhuǎn)換器通常在這個區(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)表明在導通時是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為導通(ON)狀態(tài)，Q2為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)。

負載電流和勵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，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。

當ID1變?yōu)?A時，進入下一個工作模式。

Mode(2)

繼Mode(1)之后，繼續(xù)保持Q1為導通(ON)狀態(tài)，Q2為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)。

當流過D1的電流變?yōu)?A時，一次側(cè)的負載電流也變?yōu)?A，但勵磁電流仍在流動并且該勵磁電流會對Cr充電。

隨著該充電時間增加，充電電荷量會增多，輸出電壓會上升。

Mode(3)

Q1關(guān)斷(OFF)。

勵磁電流流過并開始對Q1的輸出電容Coss_Q1充電。

同時，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導通時的開關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/p>

Mode(5)

Q2導通(ON)。

由于勵磁電流在導通之前已經(jīng)流過體二極管，所以導通時是ZVS工作。

Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用，這會使一次側(cè)產(chǎn)生負載電流并經(jīng)由D2流過二次側(cè)。

勵磁電流的流向與負載電流相反，但由于變壓器的一次側(cè)被施加負電壓，因此勵磁電流會逐漸減小，最終其流向變得與負載電流的方向相同。

Mode(6)

Q1為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)，Q2為導通(ON)狀態(tài)。

負載電流和勵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，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。

當ID2變?yōu)?A時，進入下一個工作模式。

Mode(7)

繼Mode(6)之后，繼續(xù)保持Q1關(guān)斷(OFF)、Q2導通(ON)狀態(tài)。

當流過D2的電流變?yōu)?A時，一次側(cè)的負載電流也變?yōu)?A。此時，勵磁電流流過一次側(cè)并對Cr充電。

隨著該充電時間增加，充電電荷量會增多，輸出電壓會上升。

Mode(8)

Q2關(guān)斷(OFF)。

勵磁電流流過并開始對Q2的輸出電容Coss_Q2充電，同時，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導通時的開關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/p>

Mode(10)

Q1導通(ON)。

與Mode(5)一樣，由于勵磁電流在導通之前已經(jīng)流過體二極管，所以導通時是ZVS工作。

Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用，這會使一次側(cè)產(chǎn)生負載電流并經(jīng)由D1流過二次側(cè)。

勵磁電流的流向與負載電流相反，但由于變壓器的一次側(cè)被施加負電壓，因此勵磁電流會逐漸減小，最終其流向變得與負載電流的方向相同。

審核編輯：湯梓紅