LLC转换器的10种工作模式

出处:维库电子市场网 发布于:2023-04-17 16:36:42

LLC转换器的基本工作

在上一篇的的区域(2)中,MOSFET导通时是ZVS工作,因此LLC转换器通常在这个区域使用。为区域(2)中的工作波形。Q1和Q2的漏极电流波形(ID_Q1、ID_Q2)表明在导通时是ZVS工作。


. 区域(2)中LLC转换器的工作波形

如的下部分所示,区域(2)中LLC转换器的电路工作分为10种模式。每种模式的工作如下面的-1~10所示。


Mode(1)


  • Q1为导通(ON)状态,Q2为关断(OFF)状态。

  • 负载电流和励磁电流都流过侧。

  • 电流ID1经由D1流过二次侧。此时,Lr和Cr的谐振而流过正弦波状的电流。

  • 当ID1变为0A时,进入下一个工作模式。


Mode(2)

  • 继Mode(1)之后,继续保持Q1为导通(ON)状态,Q2为关断(OFF)状态。

  • 当流过D1的电流变为0A时,侧的负载电流也变为0A,但励磁电流仍在流动并且该励磁电流会对Cr充电。

  • 随着该充电时间增加,充电电荷量会增多,输出电压会上升。


Mode(3)


  • Q1关断(OFF)。

  • 励磁电流流过并开始对Q1的输出电容Coss_Q1充电。

  • 同时,Q2的输出电容Coss_Q2开始放电。


Mode(4)


  • Coss_Q1的充电和Coss_Q2的放电完成后,励磁电流流经Q2的体二极管

  • 由于电流流过体二极管而使VDS_Q2几乎变为0V,这使得MOSFET导通时的开关损耗也几乎变为零。


Mode(5)


  • Q2导通(ON)。

  • 由于励磁电流在导通之前已经流过体二极管,所以导通时是ZVS工作。

  • Cr由于被充电而发挥电源的作用,这会使侧产生负载电流并经由D2流过二次侧。

  • 励磁电流的流向与负载电流相反,但由于变压器的侧被施加负电压,因此励磁电流会逐渐减小,终其流向变得与负载电流的方向相同。


Mode(6)


  • Q1为关断(OFF)状态,Q2为导通(ON)状态。

  • 负载电流和励磁电流都流过侧。

  • 电流ID2经由D2流过二次侧。此时,Lr和Cr的谐振而流过正弦波状的电流。

  • 当ID2变为0A时,进入下一个工作模式。


Mode(7)


  • 继Mode(6)之后,继续保持Q1关断(OFF)、Q2导通(ON)状态。

  • 当流过D2的电流变为0A时,侧的负载电流也变为0A。此时,励磁电流流过侧并对Cr充电。

  • 随着该充电时间增加,充电电荷量会增多,输出电压会上升。


Mode(8)


  • Q2关断(OFF)。

  • 励磁电流流过并开始对Q2的输出电容Coss_Q2充电,同时,Q1的输出电容Coss_Q1开始放电。


Mode(9)


  • Coss_Q2的充电和Coss_Q1的放电完成后,励磁电流流经Q1的体二极管。

  • 由于电流流过体二极管而使VDS_Q1几乎变为0V,这使得MOSFET导通时的开关损耗也几乎变为零。


Mode(10)


  • Q1导通(ON)。

  • 与Mode(5)一样,由于励磁电流在导通之前已经流过体二极管,所以导通时是ZVS工作。

  • Cr由于被充电而发挥电源的作用,这会使侧产生负载电流并经由D1流过二次侧。

  • 励磁电流的流向与负载电流相反,但由于变压器的侧被施加负电压,因此励磁电流会逐渐减小,终其流向变得与负载电流的方向相同。

关键词:LLC转换器

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