【導(dǎo)讀】生活中隨處可見LLC半橋諧振型DC-DC變換器被廣泛應(yīng)用的實(shí)例，例如電動(dòng)汽車。這款LLC半橋諧振型DC-DC變換器以其高穩(wěn)定性、高效率、低損耗的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)占據(jù)市場(chǎng)。備受消費(fèi)者的青睞。本文就LLC半橋諧振型DC-DC變換器的工作原理及應(yīng)用進(jìn)行簡單的介紹。
我們以最普通的LLC半橋諧振型變換器為例。該種類型的變換器主電路如下圖所示，從下圖中我們可以看到，兩個(gè)主開關(guān)管Q1、Q2組成半橋結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)是占空比為50%的互補(bǔ)模式工作（通常情況下為了防止上下橋臂直通，在信號(hào)帶會(huì)有一定的死區(qū)時(shí)間），Q1、Q2互補(bǔ)導(dǎo)通，產(chǎn)生一方波電壓Vmid作為諧振回路的輸入。在該結(jié)構(gòu)中，諧振電容Cr、諧振電感Lr和變壓器勵(lì)磁電感Lm構(gòu)成LLC的諧振網(wǎng)絡(luò)，其中諧振電容Cr也起隔直電容的作用。在變壓器副邊，二極管D1、D2組成帶有中心抽頭的全波整流電路，輸出電壓經(jīng)輸出電容Cout濾波后供負(fù)載使用。
圖1 為LLC半橋諧振變換器電路圖
從該結(jié)構(gòu)圖中我們可以比較清晰的看到，這種半橋LLC諧振型的DC-DC變換器在結(jié)構(gòu)上采用兩個(gè)串聯(lián)電感和一個(gè)串聯(lián)電容，其中Lr是諧振電感，Cr是諧振電容、Lm是激磁電感。這兩個(gè)串聯(lián)電感和串聯(lián)電容形成了兩個(gè)諧振頻率。當(dāng)副邊整流二極管導(dǎo)通時(shí)，變壓器副邊電壓箝位勵(lì)磁電感Lm，Lm兩端電壓恒定不參與諧振，諧振元件為諧振電感Lr、諧振電容Cr，定義諧振頻率為： 
而當(dāng)副邊整流二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該結(jié)構(gòu)中的變壓器與副邊斷開，此時(shí)既沒有能量從原邊傳輸?shù)礁边?，Lm不再被副邊電壓箝位，此時(shí)諧振元件為諧振電感Lr、諧振電容Cr、激磁電感Lm，定義諧振頻率為：
在平時(shí)的運(yùn)行過程中，由于半橋LLC諧振型的DC-DC變換器采用的是變頻控制，因此其能量傳輸是通過改變開關(guān)頻率fs來調(diào)節(jié)的。在通常情況下，半橋LLC諧振變換器具有不同的工作模式，根據(jù)開關(guān)管的工作頻率fs和諧振頻率fr、fm的關(guān)系，以及輸入電壓和負(fù)載等因素，LLC諧振變換器可分為fs>fr、fm<fs<fr和fs=fr三個(gè)運(yùn)行模式，當(dāng)fr小于fm，這個(gè)階段應(yīng)該盡量避免其發(fā)生。
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