半桥LLC谐振工作原理及模态分析
目录
1、半桥LLC电路拓扑结构
2、半桥LLC电路工作模态
3、半桥LLC谐振的工作原理
前言:本文参考半桥LLC谐振转换器工作原理并结合自己想法整理而成,本人在查找一些AC-DC开关电源方面的知识时,没有在国内网站找到很详细的介绍半全桥的拓扑以及工作原理介绍,于是打算自己在学习过程中自己写一篇比较详细的介绍做参考。作为一个初学AC-DC电源的工程师,在整理和学习的过程中难免有一些疏忽和错误,如发现问题,欢迎大家在评论区指出和讨论。
1、半桥LLC拓扑
如图是半桥LLC谐振拓扑结构原理图,Vin为直流电(由AC电压整流而来),Q1,Q2组成半桥网络(Q1,Q2内的寄生电容假设为C1,C2),Lr、Cr分别为谐振电感、谐振电容,Lm为励磁电感。Np,NS1,NS2为变压器原副边,D1、D2为整流二极管,Cout为输出电容。
2、半桥LLC电路工作模态
模态1:Q1开通,Q2关断,原边通过Q1、LLC形成回路,副边通过D1供能,副边电流逐渐增加,此时Lm储存能量。
模态2:当副边电路逐渐增大达到峰值,Np不在有电流流过,此时Load由NS1以及Cout供能。原边继续为Lm,Cr储能。
模态3:Q1,Q2均关断,励磁电流会继续通过MOS管的寄生电容形成回路,如下图所示,对C1电容充电,C2电容放电(将Q2两端电压降为0,为ZVS导通创造条件)。副边无变化。
模态4:当对C1、C2充放电完成后,励磁电流将继续通过Q2寄生二极管形成回路,直至Q2导通。
模态5:Q2导通,Q1关闭,Lm上的能量(储存的磁能转化为电能)形成两条回路,副边D2导通,为负载供电,电流逐渐增大。
模态6:励磁电感Lm电流逐渐减小(副边电流随之减小至0),当Np电流大于Lm电流时,电流将反向为C1放电,C2充电(为Q1的ZVS开关创造条件)。
模态7:C1,C2充放电完成后,电流将通过Q1寄生二极管形成回路。
模态8:此时重新回到Q1导通,Q2关闭的状态,半桥LLC谐振的工作状态走完一个周期。
3、半桥LLC谐振的工作原理
半桥即两个由controller(IC)控制的MOS管,LLC及由Lr,Cr,Lm构成的谐振网络。半桥LLC主要的工作原理即为通过不断开关Q1,Q2为副边供能,LLC网络主要作用为在开关电源工作时谐振,实现ZVS(Zero Voltage Switch,零电压导通),提高电路的运行效率。
暂时就先写这么多了,如果后面有什么改正和需要添加的再写。
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