LLC天王大功率設計的12個工作狀態解析

四大天王，LLC是天王中天王，用的越來越多，當然反激做輔助電源，也是天王，一大一小構成了邊界條件。

今天我們就說說LLC天王大功率的設計中，12個工作狀態。

如下是LLC的上下橋臂的中間節點，是矩形波，利用其基波分析，等效為正弦基波，然后諧振腔體為LC震蕩電流波形；這樣就可以用阻抗表征諧振腔體，將副邊阻抗折算原邊，進行歸一化的頻率增益曲線研究，使得工作點工作在一區和二區，通過輸出電壓檢測，負反饋改變橋臂的開關頻率，使得輸出電壓增益穩定，本身諧振腔體等效為一個電流源，所以輸出只需要加電容就構成了濾波電路，不需要再額外加電感。

LLC

諧振LLC技術，ZVS和ZCS使得提高了效率，正玄波形式，可以提高開關頻率，使得MOS少，變壓器小，可磁集成，所以功率密度提升；另外高Q值的旋波電流，使得EMI好，進一步使得濾波器件減小，三個都是非常友善的收益，越來越多的使用場景。

如下是LLC的12個過程，很多朋友不結合仿真或者自己去看，容易暈，這里是最好的解釋12個構成，我們的假設是開關頻率小于諧振頻率，也就是說開關周期大于諧振周期，從如下圖很好看出來VG的時間大于Itr諧振電流的時間。

LLC 二區 12個過程分析

總的四個部分，紅色的為VIN通過Q1導通，通過變壓器向副邊傳遞能量，藍色為CR電容，通過Q2導通經過變壓器向副邊傳遞能量。兩個互補；

Q1 Q2互補傳遞能量

Q1導通的路徑

Q1導通

Q2導通路徑

Q2導通

死區時間，Q1關閉，Q2開通前

死區1

死區時間，Q2關閉，Q1導通前；

死區2

以上Q1 ON，Q2 ON，另外兩個死區，關閉到導通，Q1關閉Q2導通；Q2關閉，到Q1導通；四個時間，構成了一個循環；每個管子導通時間內分4個狀態，死區兩個狀態，合計4+2+4+2=12個狀態；下面一一說明：

用循環的眼光去看 T0前：Q1沒導通之前，是勵磁電流為負值，此時勵磁電流在死區時間內，給COSS2充電，COSS1放電，潛在的變壓器寄生電容，這時就是勵磁電流要大，否則抽不完，導致不會ZVS導通；

1、T0-T1:Q1 導通，IM 藍色的電流逆勢而動，Q1將VIN能量引入，能量通過變壓器D1傳遞到C0;LM承受正向電壓，所以iM是線性減小的；

T0-T1

2、T1到T2 LM 線性逐漸的降到0，然后正向勵磁，諧振電流到達最大，然后下降，繼續通過D1給電容C0充電，LM被副邊牽位，線性正向增加，紅色的正向，藍色的負向，一個是電壓源導致的諧振，一個是勵磁電感的去磁，可以理解為電流源減小；兩個方向不同，很多新手不好理解，這就是電壓源和電流源的特性；

T1到T2

3、T2到T3時刻，諧振電流下降，繼續給Cr充電；勵磁電流增加，兩個總會有個交際，當兩者相等時，就進入下一個狀態，這個器件是紅色的諧振電流和勵磁電流是同方向的用力，兩者的節奏是一起的；

T2到T3

4、T3-T4

這時勵磁和諧振相同，此時不再向副邊傳遞能量，此時LM不再被副邊牽位，所以諧振為LM+LR和CR諧振了，因為LM比較大，此時可以等效為一個不變的諧振電流Itr,相當于變化較小，相當于原來諧振電流為0，只有勵磁電流在流動了，如藍色，通過Q1在循環電流；

T3-T4

5、T4-T5

關閉Q1,磁勵磁電流給Coss1沖電，給Coss2放電，指導Coss2放到0，到達Q2 ZVS的條件

T4-T5

6、T5-T6，走Q2體二極管.ZVS開通；實際T4-T6為死區時間，剛開始時IM抽干電容電壓，然后走Q2體二極管，創造Q2條件ZVS

T5-T6

7、T6-T7 開通Q2，這時CR和LR諧振，CR放電倒給LR，此時通過D2傳遞能量給C0，此時LM被C0潛位，電流逐漸變小，諧振電流位紅色的負向，從下到上方向，勵磁電流LM是下正上負的電壓潛質，電流逐漸變小，但是還是正的，所以電流是從上到下，可以看到這兩個電流是不同心的，一個是反向增大，一個還是正向減小