本文的关键要点
・通常,llc转换器在增益大于1且mosfet导通执行zvs工作的区域(2)中运行。
・区域(2)中的llc转换器的电路工作分为10种模式。
接续上一篇文章“llc转换器的工作特性”之后,在本文中我们将介绍下面的第3项:“llc转换器的基本工作”。
llc转换器的基本结构
llc转换器的工作特点
llc转换器的基本工作
mosfet的反向恢复特性对于llc转换器失谐的重要性
llc转换器的基本工作
在上一篇的图2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。图3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。
图3. 区域(2)中llc转换器的工作波形
如图3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图4-1~10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一次侧。
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,一次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,这会使一次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,但由于变压器的一次侧被施加负电压,因此励磁电流会逐渐减小,最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一次侧。
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,一次侧的负载电流也变为0a。此时,励磁电流流过一次侧并对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,这会使一次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,但由于变压器的一次侧被施加负电压,因此励磁电流会逐渐减小,最终其流向变得与负载电流的方向相同。
图4-1~10:llc转换器的10种工作模式
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