将LLC电路等效分析,得到i如下简化电路。当交流等效负载Rac变化时,系统通过调整工作频率,改变Zr 和Zo的分压比,使得输出电压稳定,LLC就是这样稳定输出电压的。
对LLC来说,有两个谐振频率,一个谐振频率fo是利用谐振电感Lr谐振电容Cr组成;
另一个一个谐振频率fr1是利用谐振电感Lr,励磁电感Lm,谐振电容Cr一起组成;
再来看一份更为详细的LLC工作模态分析:
开关网络:S1、S2及其内部寄生二极管Ds1\Ds2、寄生电容Cds1\Cds2;
谐振网络:谐振电容Cr 、串联谐振电感Lr 、并联谐振电感 Lm;
中心抽头变压器(匝比为n:1:1),副边整流二极管 D1、D2;
输出滤波电容Co (忽略电容的ESR),负载 Ro。
1.1 LLC变换器的模态分析
对于LLC电路,存在两个谐振频率:
1.1.1 工作区域2(fr2
1.1.2 工作区域2(fr2
1.1.3 工作区域2(fr2
1.1.4 工作区域2(fr2
1.1.5 工作区域2(fr2
1.2 f=fr1 情况下的波形图
1.3 f>fr1情况下的模态分析
1.3.1工作区域1(f>fr1) 模态1
1.3.2工作区域1(f>fr1) 模态2
1.3.3工作区域1(f>fr1) 模态3
1.3.4 工作区域1(f>fr1) 模态4
总结:开关频率fr2
开关频率f=fr1时, LLC谐振变换器工作在完全谐振状态,原边开关管可以实现ZVS,整流二极管工作在临界电流模式,此时可以实现整流二极管的ZCS,消除了因二极管反向恢复所产生的损耗;
开关频率f>fr1时, LLC谐振变换器原边开关管在任何负载下都可以实现ZVS,但是变压器励磁电感由于始终被输出电压所钳位,因此,只有 Lr、Cr 发生串联谐振,而Lm在整个开关过程中都不参与串联谐振,且此时输出整流二极管工作在电流连续模式,整流二极管不能实现ZCS,会产生反向恢复损耗。
-END-