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深度剖析LLC原理,建议加收藏!(一)

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eefishing 发布时间:2020-1-16 01:41
与传统PWM(脉宽调节)变换器不同,LLC是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路。它的优点是:实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS),通过软开关技术,可以降低电源的开关损耗,提高功率变换器的效率和功率密度。5 Q. z  C' [/ F' T# W5 t# e
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学习并理解LLC,我们必须首先弄清楚以下两个基本问题:
' \* m! {8 ?# O/ c* E
1.什么是软开关;
2.LLC电路是如何实现软开关的。

" W4 A4 b4 d! g% x
由于普通的拓扑电路的开关管是硬开关的,在导通和关断时MOS管的Vds电压和电流会产生交叠,电压与电流交叠的区域即MOS管的导通损耗和关断损耗。如图所示:
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为了降低开关管的开关损耗,提高电源的效率,有零电压开关(ZVS) 和零电流开关(ZCS)两种软开关办法。
/ e/ Z$ A4 \- W$ [7 T1 R
1.零电压开关 (ZVS):开关管的电压在导通前降到零,在关断时保持为零。

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2.零电流开关(ZCS):使开关管的电流在导通时保持在零,在关断前使电流降到零。

, T2 s# w; g) c9 V1 ^
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由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的成绩(V*I)有关,当采用零电压ZVS导通时,开关管上的电压几乎为零,所以导通损耗非常低。
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● Vin为直流母线电压,S1,S2为主开关MOS管(其中Sc1和Sc2分别为MOS管S1和S2的结电容,并联在Vds上的二极管分别为MOS管S1和S2的体二极管),一起受控产生方波电压;- J9 `0 q# ?( e8 @, c7 U

* h& |! V: y3 a" `! n+ h
● 谐振电容Cr 、谐振电杆Lr 、 励磁电杆Lm一起构成谐振网络;
' X3 g* [) d1 J
: N2 [* M& f+ @3 Z
● np,ns为理想变压器原副边线圈;
& d. i2 K7 l' \  @. g
( t0 V5 n/ |* Q4 ~/ W9 o2 K9 o8 v" A; K
● 二极管D1, 二极管D2,输出电容Co一起构成输出整流滤波网络。

- C: x" ?! e8 r% Y4 I% Q% l+ u
那么LLC电路是怎么实现软开关的呢?

2 I' J" B  O2 L
要实现零电压开关,开关管的电流必须滞后于电压,使谐振槽路工作在感性状态。
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1 K  T7 h! D: g
LLC 开关管在导通前,电流先从开关MOS管的体二极管(S到D)内流过,开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V(二极管压降),此时让开关MOS管导通,可以实现零电压导通;在关断前,由于D-S 间的电容电压为0V而且不能突变,因此也近似于零电压关断(实际也为硬关断)。
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; P% S: k% N; {: }3 k8 B3 ^
那什么是谐振呢?我们不妨先看看电感和电容的基本特性:

8 C0 h! c0 G& Q! J0 ^+ E- P
与电阻不同,电感和电容都不是纯阻性线性器件,电感的感抗XL和电容的容抗Xc都与频率有关,当加在电感和电容上的频率发生变化时,它们的感抗XL和容抗Xc会发生变化。3 O# n3 O' T, F, i3 m" I

: e2 n9 _- ~. w; c9 G" {' w
1、如下图RL电路,当输入源Vin的频率增加时,电感的感抗增大,输出电压减小,增益Gain=Vo/Vin随频率增加而减小。
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2、如下图RC电路,相反,当输入源Vin的频率增加时,电容的容抗减小,输出电压增大,增益Gain=Vo/Vin随频率增加而增加。
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- r7 f% ^; x4 Z6 _3 A% w; O

8 E' N+ q1 \  \, B& N$ }, |0 [% C那么LC谐振电路的特性是如何呢?请看下一期:深度剖析LLC原理,建议加收藏!(二)
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收藏 6 评论3 发布时间:2020-1-16 01:41

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3个回答
慎微 回答时间:2020-1-16 16:21:24
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aiherong 回答时间:2020-1-19 02:49:11
恕我直言,这是成熟的电路吗?
; H, T* n- O3 _# k8 s感觉与经典电路迥异
eefishing 回答时间:2020-1-21 01:33:33
aiherong 发表于 2020-1-19 02:49, D( L9 \  n4 B6 m
恕我直言,这是成熟的电路吗? ' O' U/ j+ }) {" L9 Q
感觉与经典电路迥异
" a- a4 L. v  M1 ^3 V- p+ j+ Q, A7 H
可以尝试,实践出真理

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