半桥变换器
半橋變換器:兩個開關管同時只有一個導通,相當于電容的充電放電。次級是一個buck電路。
LLC半橋變換器:
T0~ T1: Q1關斷、Q2開通;這個時候諧振電感上的電流為負,方向流向Q2。在此階段,變壓器漏感不參加諧振, Cr、Lr組成了諧振頻率,輸出能量來自于Cr和Lr。這個階段隨著Q2關斷而結束。下圖3為LLC半橋諧振電路在T0~ T1工作階段各個元器件工作狀態。
T1~ T2:Q1關斷、Q2關斷;此時為半橋電路死區時間,諧振電感上的電流仍為負,諧振電流對Q1的輸出電容(Coss)進行放電,并且對Q2的輸出電容(Coss)進行充電,直到Q2的輸出電容的電壓等于輸入電壓(Vin),為Q1下次導統創造零電壓開通的條件。由于Q1體二級管此是出于正向偏置,而Q2的體二級管示反相偏置,兩個電感上的電流相等。輸出電壓比變壓器二次側電壓高,D1、D2處于反偏狀態,所以輸出端與變壓器脫離。此階段,Lm和Lr、Cr一同參加諧振。隨著Q1開通,T1~ T2階段結束。下圖4為LLC半橋諧振電路在T1~ T2工作階段各個元器件工作狀態。
T2~ T3: Q1開通、Q2關斷(一旦Q1的輸出電容被放電放到零時)。此時諧振電感上的電流仍舊為負,電流經Q1的體二級管流回輸入端(Vin)。同時,輸出整流二級管(D1)導通,為輸出端提供能量。變壓器漏感(Lm)在此階段被持續充電。只有Lr和Cr參與諧振。一旦諧振電感Lr上的電流為零時,T2~ T3階段結束。下圖5為LLC半橋諧振電路在T2~ T3工作階段各個元器件工作狀態。
T3~ T4:此階段始于諧振電感Lr電流變負為正,Q1開通、Q2關斷,和T2~?T3階段一樣。諧振電感電流開始從輸入端經Q1流向地。變壓器漏感Lm此時被此電流充電,因此參加諧振的器件只有Lr 和Cr。輸出端仍由D1來傳輸能量。隨著Q1關斷,T3~ T4階段結束。下圖2-6為LLC半橋諧振電路在T3~ T4工作階段各個元器件工作狀態。
T4~ T5:?Q1關斷,Q2關斷;此時為半橋電路死區時間。此時,諧振電感電流對Q1的輸出電容Coss進行充電,并對Q2的輸出電容Coss進行放電直到Q2上輸出電容電壓為零,導通Q2的體二級管,為Q2零電壓開通創造條件。在此期間,變壓器二次側跟T1~ T2階段一樣,脫離初級側。在死去時間,變壓器漏感Lm參與諧振。此階段隨著Q2開通而結束。下圖7為LLC半橋諧振電路在T4~ T5工作階段各個元器件工作狀態。
T5~ T6:?Q1關斷,Q2導通。由于T4~ T5階段中Q2的輸出電容已經被放電至零,因此T5~ T6階段Q2以零電壓開通。能量由諧振電感Lr經Q2續流,輸出端由D2提供能量。此時,Lm不參與Lr和Cr的諧振。此階段隨著諧振電感Lr電流變為零而結束,重復T0~ T1狀態。下圖8為LLC半橋諧振電路在T5~ T6工作階段各個元器件工作狀態。
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總結