發布日期：2022-04-17 點擊率：245
【導讀】在半橋LLC當中，存在著各種各樣的波形，那么這些波形是如何產生的呢?這些波形又為何存在?本篇文章對半橋LLC電路中的波形產生過程進行了較為詳細的講解，屬于一篇有針對性并且較為基礎的文章，希望本篇文章能對各位新手有所幫助。
半橋由兩個功率開關器件組成，以中間點為輸出，向外提供方波信號。LLC電路是一種包含了電容、電阻、電感等元件的電路網絡。在半橋LLC當中，存在著各種各樣的波形，那么這些波形是如何產生的呢?這些波形又為何存在?
如果想要對半橋LLC所產生波形進行分析，首先就需要從基本的諧振電路開始入手。圖1是半橋LLC電路中經常被來用作參考的波形圖，雖然給出了波形，但是卻沒有給出產生的原因。
LLC的之所以可以做到軟開關，特別是FSW>FR1、FR1=FSW、FR1>FSW>FR2這三個區，是針對MOS管來說的，不是ZCS，而是ZVS，因為MOS在開關過程中，開通損耗占很大比例，相反IGBT關斷時由于尾拖電流造成的損耗就要比開通過程的損耗大，所以IGBT如果滿足ZCS損耗就要小得多。
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之所以LLC諧振腔要呈感性，是因為需要電壓超前電流（可以將上管開通時，想象成正弦電壓剛好從0°開始加在諧振腔里），一旦呈感性，則諧振腔的電流在上管開通前的流通方向是負的，正是因為這個負電流，才能給上管放電、下管充電，使得上管MOS兩端的電壓為0，開通前為0了，那么開通時便實現了ZVS。如果呈容性，同理可知上管開通前，諧振腔電流方向為正，下管靠體二極管來續流，上管截止，當開通的時候，下管體二極管由于反向恢復時間的存在，有可能會使母線電壓短路，從而炸管。但是可以利用此特性，在上管關斷前，諧振腔電流為負，實現ZCS，使得IGBT也可以適用LLC此類拓撲。
當諧振腔電流與勵磁電流相等后，沒有電流流入“理想”變壓器初級繞組內，所以初級繞組并未被鉗位到NVO，此時勵磁電感就呈現出電感的性質，所以此時諧振頻率將改變成“L+L+C”，所以電流波形是一個斜坡（其實是一段曲線，因為是正弦波的一小段，所以次邊電壓為一條斜線，二階的導數是一階，就是一條線性的斜線）。
當fsw>fr1時，此時勵磁電感并不參與諧振，圖1中電流波形之所以會突然被拉下來，是因為上管關斷后，勵磁電流與諧振電流仍不相等，所以勵磁電感兩端電壓會被鉗位在nVo，而此時諧振電容上有電壓，所以電流會呈現(Vc-nVo)/Lr的斜率下降，諧振電流被“拉”到與勵磁電流相等。
LLC的核心思想是通過f（頻率）實現穩壓原理。詳細原理如圖2所示。
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那么LLC是如何實現軟開關的呢??
這里提到一點，即開關頻率一定要大于最小諧振頻率（即由Cr和Ls、Lp的諧振頻率）; 為什么呢?因為，這里必須保證這個諧振網絡為感性負載（電感的阻抗大于電容的阻抗）。為什么要這樣呢? 看下面的圖：
接下來解析一下圖3，設左邊最端點處的為零點（圖中為標出），則由FHA可知，在半橋中點的電壓可以等效為 Vs=(2Vin/pi*sinw1t) ; 由于負載成感性，那么電流必將滯后電壓，，即Ip=A*sin(w1t-a), A表示一個常數，a為滯后的相位。 這樣，在零電壓即VS=0的時候，流過MOS管的電流為負值即通過體二極管。這個時候，驅動MOS管，則能實現開關零損耗;至于關斷呢?從圖3中可知，上管關斷時，MOS管有正向電流通過，然后由于MOS管兩端并接了緩沖電容，故使得電壓緩慢降低，從而實現了軟開關的作用。電容存儲的能量，在下一周期會返回到DC電源中去。
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