今天接觸了一下LLC諧振電路。LLC諧振電路中，主要分為半橋諧振和全橋諧振。而副邊分為不可控整流和同步整流。全橋是指H橋，具有4個(gè)可控開(kāi)關(guān)。半橋是只有H橋的一般，只有2個(gè)可控開(kāi)關(guān)。同步整流主要是指，都用內(nèi)置二極管的MOS管替代二極管。二極管普遍具有0.7V或者0.3V的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通壓降，電流增大，導(dǎo)通壓降也會(huì)隨著增大。而MOS管，導(dǎo)通電阻是毫歐等級(jí)的，導(dǎo)通壓降等于電流乘以導(dǎo)通電阻，很小。用同步整流的方式，可降低二極管損耗、提高電源轉(zhuǎn)換效率。

　　1、半橋LLC諧振電路

　　半橋LLC諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

　　電路中，可控MOS管Q1和Q2串聯(lián)，組成半橋。每個(gè)MOS管，都內(nèi)置有方向并聯(lián)二極管、同時(shí)在漏極和源極有一個(gè)等效電容(其實(shí)高頻特性下，MOS管的每個(gè)引腳之間都有一個(gè)等效電容)。電容Cr和電感Lr、和變壓器T1的原邊電感Lm構(gòu)成了一個(gè)LLC諧振電路。變壓器T1的副邊，經(jīng)過(guò)二極管D1和二極管D2，整流后得到為負(fù)載供電。電容Cout主要起濾波作用。

　　諧振原理：

　　可得到

　　繪制出傳遞函數(shù)的波特圖。

　　MATLAB中運(yùn)行：

　　可得到下面的波特圖：

　　可見(jiàn)在諧振頻率點(diǎn)處，LLC的增益達(dá)到了137dB。只有在諧振點(diǎn)附近，增益為正數(shù)。離諧振點(diǎn)較遠(yuǎn)的頻率都有抑制作用。因次，控制半橋的可控管，LLC電路工作在諧振點(diǎn)，電路輸出最有最大電壓;若控制半橋的可控硅，讓LLC電路工作頻率遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)，可讓LLC輸出的電壓降低。

　　波特圖中橫軸是角頻率，諧振頻率處角頻率是5e5，頻率為角頻率除以2pi，即約80KHz。

　　1.1 半橋LLC諧振電路的工作模態(tài)

　　設(shè)Lr、Lm、Cr諧振的頻率為，則fm，則

　　設(shè)Lr和Cr的諧振頻率為fr，則

　　用PWM波控制LLC中的半橋，通常使用占空比為50%的PWM波。采用改變頻率的方式，控制LLC的輸出電壓。

　　設(shè)開(kāi)關(guān)頻率為fs。LLC電路分為三種情況。第一種是fmfr。

　　以fm

　　半橋LLC諧振電路的工作模態(tài)

　　工作模態(tài)1

　　工作模態(tài)2

　　工作模態(tài)3

　　工作模態(tài)4

　　工作模態(tài)5

　　1.2 電路仿真

　　在PSIM軟件中對(duì)電路進(jìn)行了仿真。

　　仿真步長(zhǎng)Time step = 1e-7;仿真總時(shí)間total time = 0.1;

　　LLC中，Lr=20uH;Lm=20uH;Cr=0.1uF;負(fù)載側(cè)濾波電容Cout=4700uF;負(fù)載電阻為120歐姆。

　　閉環(huán)控制比較難仿真，邏輯較復(fù)雜因此，先做開(kāi)環(huán)控制的仿真。通過(guò)自行改變?nèi)遣ǖ念l率，觀察輸出電壓的變化。

　　Fs=80K：

　　Fs=100KHz：

　　Fs = 112539Hz:

　　Fs=130KHz：

　　Fs=160KHz

　　仿真結(jié)果顯示，三角載波由80KHz上升到160K，輸出電壓呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。