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fm<fs<fr的工作特性分析(斷續(xù)模式，DCM)：

fm<fs<fr是LLC諧振變換器最理想的工作狀態(tài)，也是實際應用中設計的模態(tài)，變換器的原邊開關管能實現(xiàn)ZVS，副邊開關管實現(xiàn)ZCS，也就是軟開關模式，能提高變換器的效率，主要工作波形如下圖：

 

該工作模式下有6個模態(tài)：

模態(tài)1[t0~t1]：在t0時刻，Q1導通。變換器位于感性工作區(qū)，電流相位滯后電壓相位，ir為負向逐漸減小趨勢流過Q1續(xù)流，在該階段內(nèi)ir<im，變壓器原邊電流值為im-ir，變壓器副邊有能量輸出，D1導通，變換器輸出電壓為Uo，變壓器原邊電壓被鉗位為nUo，Lm兩端也被鉗位，此模態(tài)為Lr和Cr二元諧振，變換器諧振頻率為fr，負載能量由Lm提供。值得注意的是，在本模態(tài)之前的Q1導通ZVS之前的情形：ir通過Doss1續(xù)流，那么Q1在導通時諧振電流流過Q1實現(xiàn)的零電壓導通。

 

模態(tài)2[t1~t2]：在t1時刻ir由負減小到過零點，續(xù)流完成，然后ir換向為正向流過Q1，變壓器原邊電流ip=im+ir，D1依然保持開通狀態(tài)，Lm兩端電壓被鉗位為nUo，此模態(tài)下為Lr和Cr二元諧振，變換器諧振頻率為fr，負載能量由輸入源提供。

 

 

模態(tài)3[t2~t3]：該階段ir正向繼續(xù)上升，在t2時刻im過零點然后開始換向為正向，變壓器原邊ip=ir-im；Lm繼續(xù)被充電，im繼續(xù)線性增加；在t3時刻im=ir，在這時沒有電流流入變壓器原邊，也即是進入了斷續(xù)模式，ip=im-ir=0，副邊輸出電流也變?yōu)?，流過副邊整流二極管的電流也較小值零，所以實現(xiàn)了副邊整流二極管的ZCS。

 

 

模態(tài)4[t3~t4]：這個階段比較特殊，也是fm<fs<fr工作模態(tài)下的典型特征，在該階段ir持續(xù)與im相等，變壓器原邊沒有電流流入，不參與能量的傳輸，相當于變換器與輸出端隔離了，副邊二極管D1和D2全部截至。Lm脫離被鉗位的狀態(tài)，開始參與到了諧振狀態(tài)，由Cr、Lr和Lm進行三元諧振，諧振頻率為fm，負載能量由輸出端的濾波電容Co提供。

 

模態(tài)5[t4~t5]：在t4時刻Q1關斷，開始進入死區(qū)時間，im給Coss1充電，給Coss2放電，在t5時刻完成開關器件的充放電過程。與上個階段一樣，im=ir，沒有諧振電流在變換器內(nèi)傳輸，由Cr、Lr和Lm進行三元諧振，諧振頻率為fm，負載能量由輸出端的濾波電容Co提供。

 

模態(tài)6[t5~t6]：在t5時刻后ir經(jīng)過Doss2續(xù)流，副邊整流二極管D2導通，Lm被前位于-nUo，Lm不再參與諧振，此模態(tài)下變?yōu)長r和Cr二元諧振，變換器諧振頻率增大為fr，負載能量由Lm提供。

 

fs=fr的工作特性分析(臨界模式，BCM)：

 在fs=fr的工作模態(tài)與上述的fm<fs<fr工作模態(tài)基本類似，不過少了一個階段4[t3~t4]。LLC諧振變換器斷續(xù)和臨界工作模式就是在這里進行區(qū)分的，在臨界工作模式副邊的二極管由斷續(xù)導通變?yōu)榱伺R界導通模態(tài)。臨界模式下的諧振變換器主要工作波形如下圖：

 總結：LLC變換器的三種工作模式fs>fr、fm<fs<fr和fs=fr的各個模態(tài)分析原邊均能夠通過開關管的體二極管進行反向續(xù)流，從而達到開關管的ZVS目的；不過fm<fs<fr工作模式下，在實現(xiàn)原邊開關管的ZVS的同時，副邊整流二極管可以實現(xiàn)ZCS，實現(xiàn)軟開關；而fs>fr的連續(xù)工作模式下，不能實現(xiàn)副邊整流二極管的ZCS，所以不推薦LLC工作在該模態(tài)下。