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容被放电放到零时)。此时谐振电感上的电流仍旧为负,电流经Q1的体二级管流回输入端(Vi
)。同时,输出整流二级管D1导通,为输出端提供能量。变压器漏感(Lm)在此阶段被持续充电。只有Lr和Cr参与谐振。一旦谐振电感Lr上的电流为零时,T2T3阶段结束。下图15为LLC半桥谐振电路在T2T3工作阶段各个元器件工作状态。
4T3T4此阶段始于谐振电感Lr电流变负为正,Q1开通、Q2关断,和T2T3阶段一样。谐振电感电流开始从输入端经Q1流向地。变压器漏感Lm此时被此电流充电,因此参加谐振的器件只有Lr和Cr。输出端仍由D1来传输能量。随着Q1关断,T3T4阶段结束。下图16为LLC半桥谐振电路在T3T4工作阶段各个元器件工作状态。
5T4T5Q1关断,Q2关断;此时为半桥电路死区时间。此时,谐振电感电流
f对Q1的输出电容Coss进行充电,并对Q2的输出电容Coss进行放电直到Q2上输出电容电压为零,导通Q2的体二级管,为Q2零电压开通创造条件。在此期间,变压器二次侧跟T1T2阶段一样,脱离初级侧。在死去时间,变压器漏感Lm参与谐振。此阶段随着Q2开通而结束。下图17为LLC半桥谐振电路在T4T5工作阶段各个元器件工作状态。6T5T6Q1关断,Q2导通。由于T4T5阶段中Q2的输出电容已经被放电至零,因此T5T6阶段Q2以零电压开通。能量由谐振电感Lr经Q2续流,输出端由D2提供能量。此时,Lm不参与Lr和Cr的谐振。此阶段随着谐振电感Lr电流变为零而结束,重复T0T1状态。下图18为LLC半桥谐振电路在T5T6工作阶段各个元器件工作状态。
图13T0T1工作阶段
图14T1T2工作阶段
图15T2T3工作阶段
图16T3T4工作阶段
图17T4T5工作阶段
图18T5T6工作阶段
由以上工作状态可以看出,除了Q1、Q2死区时间外,绝大多数时间,电路
都可以工作在由Lr和Cr构成的较高的谐振频率。这种情况下,变压器漏电感由于
被输出电压所钳位,因此,它会作为Lr,Cr串联谐振腔的负载形式存在,而不参
与整个谐振过程。由于这个被动负载,LLC谐振变换轻载稳压可以不再需要很高
频率。而且,由于这个被动Lm负载,可以保证在任何负载情况下都能工作在零
电压开关状态下。
虽然理论上,LLC半桥谐振电路可以在全负载范围内实现零电压开通,但是
还是要考虑谐振电路工作情况,比如增益、谐振频率。确保了LLC谐振电路工作
在期望的区域,才能保证MOSFET实现零电压开通。为了更好的分析MOSFET
ZVS条件与LLC谐振电路工作区域的关系,首先需要分析谐振电路输入阻抗,因
此对LLC半桥谐振电路进行以下简化:
f图19LLC半桥谐振电路简化电路
LLC半桥谐振等效电路输出输入传递函数如下:
jwLm
2r
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