記得十年前，LLC還只是停留在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里面。今天，LLC已經(jīng)作為一種優(yōu)秀的拓?fù)浔粯I(yè)界所廣泛的接受和使用。不得不感慨技術(shù)發(fā)展的速度。也正說明了LLC是一種非常優(yōu)秀的拓?fù)洌拍茉谌绱硕痰臅r(shí)間里得到大家的認(rèn)可。雖然今天LLC已經(jīng)被廣泛的使用，但工作中發(fā)現(xiàn)很多工程師對LLC的原理和設(shè)計(jì)不是很了解。所以開個(gè)帖子跟大家一起討論下LLC這個(gè)拓?fù)涞脑砗驮O(shè)計(jì)。
【原創(chuàng)】LLC的原理與設(shè)計(jì)
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@fly
要了解LLC，就要先了解軟開關(guān)。對于普通的拓?fù)涠?，在開關(guān)管開關(guān)時(shí)，MOSFET的D-S間的電壓與電流產(chǎn)生交疊，因此產(chǎn)生開關(guān)損耗。如圖所示。[圖片]
為了減小開關(guān)時(shí)的交疊，人們提出了零電流開關(guān)（ZCS)和零電壓開關(guān)(ZVS)兩種軟開關(guān)的方法。對于ZCS：使開關(guān)管的電流在開通時(shí)保持在零，在關(guān)斷前使電流降到零。對于ZVS:使開關(guān)管的電壓在開通前降到零，在關(guān)斷時(shí)保持為零。
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最早的軟開關(guān)技術(shù)是采用有損緩沖電路來實(shí)現(xiàn)。從能量的角度來看，它是將開關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路中消耗掉，從而改善開關(guān)管的工作條件。這種方法對變換器的效率沒有提高，甚至?xí)剐式档?。目前所研究的軟開關(guān)技術(shù)不再采用有損緩沖電路，這種技術(shù)真正減小了開關(guān)損耗，而不是損耗的轉(zhuǎn)移，這就是諧振技術(shù)。而諧振變換器又分為全諧振變換器，準(zhǔn)諧振變換器，零開關(guān)PWM變換器和零轉(zhuǎn)換PWM變換器。全諧振變換器的諧振元件一直諧振工作，而準(zhǔn)諧振變換器的諧振元件只參與能量變換的某一個(gè)階段，不是全程參與。零開關(guān)PWM變換器是在準(zhǔn)諧振的基礎(chǔ)上加入一個(gè)輔助開關(guān)管，來控制諧振元件的諧振過程。零轉(zhuǎn)換PWM變換器的輔助諧振電路只是在開關(guān)管開關(guān)時(shí)工作一段時(shí)間，其它時(shí)間則停止工作。
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@fly
最早的軟開關(guān)技術(shù)是采用有損緩沖電路來實(shí)現(xiàn)。從能量的角度來看，它是將開關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路中消耗掉，從而改善開關(guān)管的工作條件。這種方法對變換器的效率沒有提高，甚至?xí)剐式档?。目前所研究的軟開關(guān)技術(shù)不再采用有損緩沖電路，這種技術(shù)真正減小了開關(guān)損耗，而不是損耗的轉(zhuǎn)移，這就是諧振技術(shù)。而諧振變換器又分為全諧振變換器，準(zhǔn)諧振變換器，零開關(guān)PWM變換器和零轉(zhuǎn)換PWM變換器。全諧振變換器的諧振元件一直諧振工作，而準(zhǔn)諧振變換器的諧振元件只參與能量變換的某一個(gè)階段，不是全程參與。零開關(guān)PWM變換器是在準(zhǔn)諧振的基礎(chǔ)上加入一個(gè)輔助開關(guān)管，來控制諧振元件的諧振過程。零轉(zhuǎn)換PWM變換器的輔助諧振電路只是在開關(guān)管開關(guān)時(shí)工作一段時(shí)間，其它時(shí)間則停止工作。
站在八樓
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全諧振變換器主要由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和諧振槽路組成，它使得流過開關(guān)管的電流變?yōu)檎叶皇欠讲?，然后設(shè)法使開關(guān)管在某一時(shí)刻導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流開關(guān)。
對于LLC而言，通常讓開關(guān)管在電流為負(fù)時(shí)導(dǎo)通。在導(dǎo)通前，電流從開關(guān)管的體內(nèi)二極管流過，開關(guān)管D-S之間電壓被箝位在0V（忽略二極管壓降），此時(shí)開通二極管，可以實(shí)現(xiàn)零電壓開通；在關(guān)斷前，由于D-S間的電容電壓為0v而且不能突變，因此也近似于零電壓關(guān)斷。
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@fly
全諧振變換器主要由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和諧振槽路組成，它使得流過開關(guān)管的電流變?yōu)檎叶皇欠讲ǎ缓笤O(shè)法使開關(guān)管在某一時(shí)刻導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流開關(guān)。[圖片] 對于LLC而言，通常讓開關(guān)管在電流為負(fù)時(shí)導(dǎo)通。在導(dǎo)通前，電流從開關(guān)管的體內(nèi)二極管流過，開關(guān)管D-S之間電壓被箝位在0V（忽略二極管壓降），此時(shí)開通二極管，可以實(shí)現(xiàn)零電壓開通；在關(guān)斷前，由于D-S間的電容電壓為0v而且不能突變，因此也近似于零電壓關(guān)斷。[圖片]
從上面的分析可以看出，要實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，開關(guān)管的電壓必須滯后于電流。因此必須使諧振槽路始終工作在感性狀態(tài)。
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@fly
從上面的分析可以看出，要實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，開關(guān)管的電壓必須滯后于電流。因此必須使諧振槽路始終工作在感性狀態(tài)。
對于LLC，其變壓器可以等效為激磁電感與理想變壓器的并聯(lián)。當(dāng)工作在重載的情況下的時(shí)候，由漏感，諧振電容和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。
諧振頻率為:
當(dāng)LLC工作在空載的時(shí)候，由漏感，激磁電感和諧振電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。
諧振頻率為：
從上面我們可以看到在空載時(shí)的諧振頻率要低于帶載時(shí)的諧振頻率。從其本質(zhì)上看，LLC電路實(shí)際上就是有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振電路。
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@fly
對于LLC，其變壓器可以等效為激磁電感與理想變壓器的并聯(lián)。當(dāng)工作在重載的情況下的時(shí)候，由漏感，諧振電容和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為:[圖片] 當(dāng)LLC工作在空載的時(shí)候，由漏感，激磁電感和諧振電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為：[圖片] 從上面我們可以看到在空載時(shí)的諧振頻率要低于帶載時(shí)的諧振頻率。從其本質(zhì)上看，LLC電路實(shí)際上就是有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振電路。
我是來聽課的
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@fly
對于LLC，其變壓器可以等效為激磁電感與理想變壓器的并聯(lián)。當(dāng)工作在重載的情況下的時(shí)候，由漏感，諧振電容和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為:[圖片] 當(dāng)LLC工作在空載的時(shí)候，由漏感，激磁電感和諧振電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為：[圖片] 從上面我們可以看到在空載時(shí)的諧振頻率要低于帶載時(shí)的諧振頻率。從其本質(zhì)上看，LLC電路實(shí)際上就是有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振電路。
仔細(xì)聽講中。
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@fly
對于LLC，其變壓器可以等效為激磁電感與理想變壓器的并聯(lián)。當(dāng)工作在重載的情況下的時(shí)候，由漏感，諧振電容和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為:[圖片] 當(dāng)LLC工作在空載的時(shí)候，由漏感，激磁電感和諧振電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為：[圖片] 從上面我們可以看到在空載時(shí)的諧振頻率要低于帶載時(shí)的諧振頻率。從其本質(zhì)上看，LLC電路實(shí)際上就是有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振電路。
更新,更新,還要速度更新啊!
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@fly
對于LLC，其變壓器可以等效為激磁電感與理想變壓器的并聯(lián)。當(dāng)工作在重載的情況下的時(shí)候，由漏感，諧振電容和負(fù)載構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為:[圖片] 當(dāng)LLC工作在空載的時(shí)候，由漏感，激磁電感和諧振電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。[圖片] 諧振頻率為：[圖片] 從上面我們可以看到在空載時(shí)的諧振頻率要低于帶載時(shí)的諧振頻率。從其本質(zhì)上看，LLC電路實(shí)際上就是有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振電路。
對于諧振電路而言，要使其呈現(xiàn)感性狀態(tài)，必須使外加激勵(lì)的頻率高于諧振頻率。因此對于LLC，其最小開關(guān)頻率不能低于fR2. 從開關(guān)頻率與諧振頻率的關(guān)系來看，LLC的工作狀態(tài)分為fs=fR1, fs>fR1,fR2
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@leowang2002
來學(xué)習(xí)！請問Deadtime怎么處理比較好？OCL參數(shù)以及取樣如何處理？負(fù)載電流和頻率的關(guān)系如何？高結(jié)合的變壓器和電感加變壓器的方式那種更好？變壓器的溫度過熱和過負(fù)載的溫度保護(hù)如何處理？一口氣問了幾個(gè)問題，期待答復(fù)。
最近更新比較慢，我還是先回答這位朋友的問題吧。對于死區(qū)時(shí)間，是llc的一個(gè)重要參數(shù)。它跟勵(lì)磁電流，MOSFET的輸出電容和線路寄生電容有關(guān)。要使llc實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，就要使得在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，勵(lì)磁電流能抽走或者充滿MOSFET的輸出電容和線路上的寄生電容，才能使得LLC的mosfet的D-S兩端電壓能達(dá)到0v。但是如果死區(qū)時(shí)間太大的話，會使得半橋的電壓利用率降低，使得原邊電流增大，不利于提高效率。所以要選擇合適的死區(qū)時(shí)間。不過由于LLC變壓器的勵(lì)磁電感比較小，勵(lì)磁電流比較大，死區(qū)時(shí)間比較小。對于OCL,不知道你指的是什么。負(fù)載電流的平均值是由負(fù)載決定的，但有效值是隨波形變化的。在開關(guān)頻率高于諧振頻率時(shí)，由于原邊電流連續(xù)，副邊電流相對比較平緩，有效值較低，效率相對會比較高點(diǎn)。
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@fly
最近更新比較慢，我還是先回答這位朋友的問題吧。對于死區(qū)時(shí)間，是llc的一個(gè)重要參數(shù)。它跟勵(lì)磁電流，MOSFET的輸出電容和線路寄生電容有關(guān)。要使llc實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，就要使得在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，勵(lì)磁電流能抽走或者充滿MOSFET的輸出電容和線路上的寄生電容，才能使得LLC的mosfet的D-S兩端電壓能達(dá)到0v。但是如果死區(qū)時(shí)間太大的話，會使得半橋的電壓利用率降低，使得原邊電流增大，不利于提高效率。所以要選擇合適的死區(qū)時(shí)間。不過由于LLC變壓器的勵(lì)磁電感比較小，勵(lì)磁電流比較大，死區(qū)時(shí)間比較小。對于OCL,不知道你指的是什么。負(fù)載電流的平均值是由負(fù)載決定的，但有效值是隨波形變化的。在開關(guān)頻率高于諧振頻率時(shí)，由于原邊電流連續(xù)，副邊電流相對比較平緩，有效值較低，效率相對會比較高點(diǎn)。
老兄你最好能畫出時(shí)序圖來解釋。
實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，[勵(lì)磁電流能抽走或者充滿MOSFET的輸出電容和線路上的寄生電容]。死去時(shí)間內(nèi)，變壓器傳遞能量嗎？這時(shí)候有沒有負(fù)載折算過來的電流？在這里不起作用嗎？
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