電流不連續(xù)狀念下LLC諧振型DC/DC變換器的分析與最

作者：時(shí)間：2009-06-29 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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LLC諧振型DC/DC 變換器有許多優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)管的頻率可工作在欠諧振和過(guò)諧振狀態(tài)；在輸出負(fù)載和輸入電壓較大變化時(shí)可利用相對(duì)較小的頻率調(diào)節(jié)來(lái)保證輸出電壓恒定，而且在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)都能保證功率器件軟開(kāi)關(guān)。因此，它是計(jì)算機(jī)、通信、薄型電視機(jī)開(kāi)關(guān)電源中最具吸引力的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

LLC諧振型DC/DC變換器工作在過(guò)諧振模式時(shí)或接近諧振頻率時(shí)，整流二極管的電流工作在CCM(連續(xù)狀態(tài))，諧振電流的波形接近正弦波，對(duì)這種狀況的變換器的特性分析已有很多文獻(xiàn)做了報(bào)道[1～4]。而變換器實(shí)際工作在DCM(不連續(xù)狀態(tài))、CCM兩個(gè)狀態(tài)下，特別在輸入電壓變化較寬的場(chǎng)合下，工作頻率更是遠(yuǎn)離諧振頻率，此時(shí)整流二極管的電流工作在DCM，諧振電流的波形不完全是正弦波，而對(duì)這種狀態(tài)下變換器的特性分析則很少[5]。本文著重分析這種狀態(tài)下的變換器的特性，為更準(zhǔn)確完整設(shè)計(jì)LLC諧振變換器提供理論基礎(chǔ)。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/188872.htm

1 DCM工作狀態(tài)的工作原理

圖1為半橋結(jié)構(gòu)的LLC的諧振變換器，兩個(gè)主開(kāi)關(guān)Q1、Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為占空比50％的固定信號(hào)，電感L1，電容Cr=C1+C2，變壓器的勵(lì)磁電感L2構(gòu)成LLC諧振網(wǎng)絡(luò)；在輸出側(cè)，整流二極管D1、D2構(gòu)成中心抽頭的整流電路，整流二極管直接連到輸出電容C。,變壓器各線圈的匝比為n:1:1。LLC諧振變換器有2個(gè)本征諧振頻率：一個(gè)是由L1、Cr諧振的諧振頻率f1，角頻率為ω1，另一個(gè)是由L1+L2、Cr諧振的諧振頻率f2，角頻率為ω2。它們分別為：

當(dāng)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率工作在f>f1時(shí)，輸出整流二極管D1的電流工作在CCM，而當(dāng)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率工作在f2ff1時(shí)，輸出整流二極管D1的電流工作在DCM。

DCM工作狀態(tài)的波形圖如圖2所示。在正半周的[t0～t1]階段，S1導(dǎo)通，諧振元件為L(zhǎng)1、cr，i3=i1-i2>0，D1導(dǎo)通、D2關(guān)斷，電源向負(fù)載輸送能量；而在[t1～t2]階段，Sl導(dǎo)通，諧振元件為，L1+L2、cr，i3=i1一i2=0，D1、D2都關(guān)斷，電源不向負(fù)載輸送能量，i1為下半個(gè)周期開(kāi)關(guān)管換流時(shí)實(shí)現(xiàn)ZVS提供續(xù)流。負(fù)半周與此相反。