LLC轉換器的基本工作

在上一篇的圖2的區域(2)中，MOSFET導通時是ZVS工作，因此LLC轉換器通常在這個區域使用。圖3為區域(2)中的工作波形。Q1和Q2的漏極電流波形(ID_Q1、ID_Q2)表明在導通時是ZVS工作。

圖3. 區域(2)中LLC轉換器的工作波形

如圖3的下部分所示，區域(2)中LLC轉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為導通(ON)狀態，Q2為關斷(OFF)狀態。

負載電流和勵磁電流都流過一次側。

電流ID1經由D1流過二次側。此時，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。

當ID1變為0A時，進入下一個工作模式。

Mode(2)

繼Mode(1)之后，繼續保持Q1為導通(ON)狀態，Q2為關斷(OFF)狀態。

當流過D1的電流變為0A時，一次側的負載電流也變為0A，但勵磁電流仍在流動并且該勵磁電流會對Cr充電。

隨著該充電時間增加，充電電荷量會增多，輸出電壓會上升。

Mode(3)

Q1關斷(OFF)。

勵磁電流流過并開始對Q1的輸出電容Coss_Q1充電。

同時，Q2的輸出電容Coss_Q2開始放電。

Mode(4)

Coss_Q1的充電和Coss_Q2的放電完成后，勵磁電流流經Q2的體二極管。

由于電流流過體二極管而使VDS_Q2幾乎變為0V，這使得MOSFET導通時的開關損耗也幾乎變為零。

Mode(5)

Q2導通(ON)。

由于勵磁電流在導通之前已經流過體二極管，所以導通時是ZVS工作。

Cr由于被充電而發揮電源的作用，這會使一次側產生負載電流并經由D2流過二次側。

勵磁電流的流向與負載電流相反，但由于變壓器的一次側被施加負電壓，因此勵磁電流會逐漸減小，最終其流向變得與負載電流的方向相同。

Mode(6)

Q1為關斷(OFF)狀態，Q2為導通(ON)狀態。

負載電流和勵磁電流都流過一次側。

電流ID2經由D2流過二次側。此時，Lr和Cr的諧振而流過正弦波狀的電流。

當ID2變為0A時，進入下一個工作模式。

Mode(7)

繼Mode(6)之后，繼續保持Q1關斷(OFF)、Q2導通(ON)狀態。

當流過D2的電流變為0A時，一次側的負載電流也變為0A。此時，勵磁電流流過一次側并對Cr充電。

隨著該充電時間增加，充電電荷量會增多，輸出電壓會上升。

Mode(8)

Q2關斷(OFF)。

勵磁電流流過并開始對Q2的輸出電容Coss_Q2充電，同時，Q1的輸出電容Coss_Q1開始放電。

Mode(9)

Coss_Q2的充電和Coss_Q1的放電完成后，勵磁電流流經Q1的體二極管。

由于電流流過體二極管而使VDS_Q1幾乎變為0V，這使得MOSFET導通時的開關損耗也幾乎變為零。

Mode(10)

Q1導通(ON)。

與Mode(5)一樣，由于勵磁電流在導通之前已經流過體二極管，所以導通時是ZVS工作。

Cr由于被充電而發揮電源的作用，這會使一次側產生負載電流并經由D1流過二次側。

勵磁電流的流向與負載電流相反，但由于變壓器的一次側被施加負電壓，因此勵磁電流會逐漸減小，最終其流向變得與負載電流的方向相同。

審核編輯：湯梓紅