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(dǎo)通時(shí)是ZVS工作,因此LLC轉(zhuǎn)換器通常在這個(gè)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(dǎo)通時(shí)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(dǎo)通(ON)狀態(tài),Q2為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)。
負(fù)載電流和勵(lì)磁電流都流過(guò)一次側(cè)。
電流ID1經(jīng)由D1流過(guò)二次側(cè)。此時(shí),Lr和Cr的諧振而流過(guò)正弦波狀的電流。
當(dāng)ID1變?yōu)?A時(shí),進(jìn)入下一個(gè)工作模式。
Mode(2)
繼Mode(1)之后,繼續(xù)保持Q1為導(dǎo)通(ON)狀態(tài),Q2為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)。
當(dāng)流過(guò)D1的電流變?yōu)?A時(shí),一次側(cè)的負(fù)載電流也變?yōu)?A,但勵(lì)磁電流仍在流動(dòng)并且該勵(lì)磁電流會(huì)對(duì)Cr充電。
隨著該充電時(shí)間增加,充電電荷量會(huì)增多,輸出電壓會(huì)上升。
Mode(3)
Q1關(guān)斷(OFF)。
勵(lì)磁電流流過(guò)并開(kāi)始對(duì)Q1的輸出電容Coss_Q1充電。
同時(shí),Q2的輸出電容Coss_Q2開(kāi)始放電。
Mode(4)
Coss_Q1的充電和Coss_Q2的放電完成后,勵(lì)磁電流流經(jīng)Q2的體二極管。
由于電流流過(guò)體二極管而使VDS_Q2幾乎變?yōu)?V,這使得MOSFET導(dǎo)通時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/p>
Mode(5)
Q2導(dǎo)通(ON)。
由于勵(lì)磁電流在導(dǎo)通之前已經(jīng)流過(guò)體二極管,所以導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作。
Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用,這會(huì)使一次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流并經(jīng)由D2流過(guò)二次側(cè)。
勵(lì)磁電流的流向與負(fù)載電流相反,但由于變壓器的一次側(cè)被施加負(fù)電壓,因此勵(lì)磁電流會(huì)逐漸減小,最終其流向變得與負(fù)載電流的方向相同。
Mode(6)
Q1為關(guān)斷(OFF)狀態(tài),Q2為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)。
負(fù)載電流和勵(lì)磁電流都流過(guò)一次側(cè)。
電流ID2經(jīng)由D2流過(guò)二次側(cè)。此時(shí),Lr和Cr的諧振而流過(guò)正弦波狀的電流。
當(dāng)ID2變?yōu)?A時(shí),進(jìn)入下一個(gè)工作模式。
Mode(7)
繼Mode(6)之后,繼續(xù)保持Q1關(guān)斷(OFF)、Q2導(dǎo)通(ON)狀態(tài)。
當(dāng)流過(guò)D2的電流變?yōu)?A時(shí),一次側(cè)的負(fù)載電流也變?yōu)?A。此時(shí),勵(lì)磁電流流過(guò)一次側(cè)并對(duì)Cr充電。
隨著該充電時(shí)間增加,充電電荷量會(huì)增多,輸出電壓會(huì)上升。
Mode(8)
Q2關(guān)斷(OFF)。
勵(lì)磁電流流過(guò)并開(kāi)始對(duì)Q2的輸出電容Coss_Q2充電,同時(shí),Q1的輸出電容Coss_Q1開(kāi)始放電。
Mode(9)
Coss_Q2的充電和Coss_Q1的放電完成后,勵(lì)磁電流流經(jīng)Q1的體二極管。
由于電流流過(guò)體二極管而使VDS_Q1幾乎變?yōu)?V,這使得MOSFET導(dǎo)通時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗也幾乎變?yōu)榱恪?/p>
Mode(10)
Q1導(dǎo)通(ON)。
與Mode(5)一樣,由于勵(lì)磁電流在導(dǎo)通之前已經(jīng)流過(guò)體二極管,所以導(dǎo)通時(shí)是ZVS工作。
Cr由于被充電而發(fā)揮電源的作用,這會(huì)使一次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流并經(jīng)由D1流過(guò)二次側(cè)。
勵(lì)磁電流的流向與負(fù)載電流相反,但由于變壓器的一次側(cè)被施加負(fù)電壓,因此勵(lì)磁電流會(huì)逐漸減小,最終其流向變得與負(fù)載電流的方向相同。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:LLC轉(zhuǎn)換器的10種工作模式
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