LLC電源的設(shè)計調(diào)試(拓撲原理講解一:LLC拓撲的工作原理)
發(fā)布時間:2024-12-26作者:admin點擊:320
【 “0.32折” 限時】2024全新超級“視頻課程”:《五谷豐登》硬件、開關(guān)電源、電機驅(qū)動、單片機、PCB一網(wǎng)打盡,1300講
前文講解了LLC拓撲部分的電路特性,接下來我們講講LLC拓撲的工作原理。通常LLC拓撲的工作狀態(tài)被人為地分成六個時序段,理解了這六大時序才算真正理解的LLC拓撲的工作原理。以下六步驟來源于ST的技術(shù)手冊,后續(xù)我會將參考的技術(shù)文獻均共享給大家。
開關(guān)頻率fsw等于或大于f1=1/(2pi*√ ̄Lr*Cr)時,下圖為第一階段LLC拓撲工作狀態(tài)時序圖,暫名為時序圖1:

時序圖1
在諧振網(wǎng)絡(luò)的作用下,初級側(cè)電流方向為左負右正,電流經(jīng)過Cr,Ls及功率管Q2形成回路,此時初級側(cè)主電感(激磁電感)處于短路狀態(tài),不參與諧振。次級側(cè)感應(yīng)的電壓方向為上正下負,D2導(dǎo)通,初級側(cè)能量經(jīng)變壓器傳送至次級側(cè)負載。
當(dāng)諧振頻率f1=開關(guān)頻率時,LLC拓撲進入第二個時序狀態(tài),下圖為時序圖2:

時序圖2
此時功率管Q1,Q2均截至,次級D1,D2也處于截止?fàn)顟B(tài)。由于次級側(cè)無電流,D2屬于自然關(guān)斷。初級側(cè)諧振電流用于給Q1,Q2的體電容充電。次級側(cè)負載通過濾波電容提供能量。
在第二階段初級側(cè)諧振電流給上管Q1的體電容充電,當(dāng)體電容電壓大于體二極管的導(dǎo)通電壓時,體二極管導(dǎo)通,諧振電流經(jīng)體二極管流向輸入端,此時開通Q1可以實現(xiàn)ZVS。
接下來即進入第三階段,下圖為時序圖3:

時序圖3
諧振電流經(jīng)Ls,Cr,Q1流入輸入端,次級側(cè)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為上正下負,經(jīng)D1傳送至輸出端。
第四階段,打開功率MOS Q1,由于體二極管電流導(dǎo)通,此時功率MOS的開通沒有電壓損耗即實現(xiàn)了零電壓開通。電源電壓經(jīng)Q1,Cr,Ls形成回路。變壓器次級電壓為上正下負,整流二極管D1導(dǎo)通,能量由初級經(jīng)次級傳輸至負載端。下圖為時序圖4:

時序圖4
第五階段,此時功率MOS關(guān)斷,電源電壓經(jīng)體電容及Cr,Ls,Lp形成回路,同時給Q2的體電容充電,為Q2的零電壓開通做準(zhǔn)備,負載由輸出濾波電容供電。下圖為時序圖5:

時序圖5
第六階段,當(dāng)Q2的體二極管電壓大于體二極管導(dǎo)通電壓,二極管導(dǎo)通,此時功率MOS實現(xiàn)零電壓開通,變壓器次級感應(yīng)電壓為上正下負,D2導(dǎo)通,如此周期性循環(huán)工作形成LLC拓撲的工作流程(開關(guān)頻率等于或大于諧振頻率f1),下圖為時序圖6:

時序圖6
當(dāng)LLC諧振拓撲其開關(guān)頻率大于或等于諧振頻率時(fsw≥f1=1/(2pi*√ ̄Lr*Cr)),初級功率MOS可以實現(xiàn)ZVS(零電壓開通),次級整流二極管可以實現(xiàn)ZCS(零電流關(guān)斷),且初級主電感(激磁電感)不參與諧振。當(dāng)開關(guān)頻率小于諧振頻率f1,大于諧振頻率f2時,LLC拓撲如何工作呢?
- 上一篇:幫朋友制作了一套太陽能跟蹤控制器
- 下一篇:13-16串100A動力鋰電池保護板