【经验】深度解析LLC转换器的基本工作模式

时间： 2022-11-09 来源：ROHM官网

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在本文中我们将介绍LLC转换器的基本工作，共有10种工作模式，详细内容如下。

LLC转换器的基本工作

MOSFET导通时是ZVS工作，因此LLC转换器通常在区域（2）使用。图1为区域（2）中的工作波形。Q1和Q2的漏极电流波形（ID_Q1、ID_Q2）表明在导通时是ZVS工作。

图 1 区域（2）中LLC转换器的工作波形

如图1的下部分所示，区域（2）中LLC转换器的电路工作分为10种模式。每种模式的工作如下所示。

Mode（1）

●Q1为导通（ON）状态，Q2为关断（OFF）状态。

●负载电流和励磁电流都流过一次侧。

●电流ID1经由D1流过二次侧。此时，Lr和Cr的谐振而流过正弦波状的电流。

●当ID1变为0A时，进入下一个工作模式。

图 1 Mode（1）

Mode（2）

●继Mode（1）之后，继续保持Q1为导通（ON）状态，Q2为关断（OFF）状态。

●当流过D1的电流变为0A时，一次侧的负载电流也变为0A，但励磁电流仍在流动并且该励磁电流会对Cr充电。

●随着该充电时间增加，充电电荷量会增多，输出电压会上升。

图 2 Mode（2）

Mode（3）

●Q1关断（OFF）。

●励磁电流流过并开始对Q1的输出电容Coss_Q1充电。

●同时，Q2的输出电容Coss_Q2开始放电。

图 3 Mode（3）

Mode（4）

●Coss_Q1的充电和Coss_Q2的放电完成后，励磁电流流经Q2的体二极管。

●由于电流流过体二极管而使VDS_Q2几乎变为0V，这使得MOSFET导通时的开关损耗也几乎变为零。

图4 Mode（4）

Mode（5）

●Q2导通（ON）。

●由于励磁电流在导通之前已经流过体二极管，所以导通时是ZVS工作。

●Cr由于被充电而发挥电源的作用，这会使一次侧产生负载电流并经由D2流过二次侧。

●励磁电流的流向与负载电流相反，但由于变压器的一次侧被施加负电压，因此励磁电流会逐渐减小，最终其流向变得与负载电流的方向相同。

图5 Mode（5）

Mode（6）

●Q1为关断（OFF）状态，Q2为导通（ON）状态。

●负载电流和励磁电流都流过一次侧。

●电流ID2经由D2流过二次侧。此时，Lr和Cr的谐振而流过正弦波状的电流。

●当ID2变为0A时，进入下一个工作模式。

图6 Mode（6）

Mode（7）

●继Mode（6）之后，继续保持Q1关断（OFF）、Q2导通（ON）状态。

●当流过D2的电流变为0A时，一次侧的负载电流也变为0A。此时，励磁电流流过一次侧并对Cr充电。

●随着该充电时间增加，充电电荷量会增多，输出电压会上升。

图7 Mode（7）

Mode（8）

●Q2关断（OFF）。

●励磁电流流过并开始对Q2的输出电容Coss_Q2充电，同时，Q1的输出电容Coss_Q1开始放电。

图 8 Mode（8）

Mode（9）

●Coss_Q2的充电和Coss_Q1的放电完成后，励磁电流流经Q1的体二极管。

●由于电流流过体二极管而使VDS_Q1几乎变为0V，这使得MOSFET导通时的开关损耗也几乎变为零。

图 9Mode（9）

Mode（10）

●Q1导通（ON）。

●与Mode（5）一样，由于励磁电流在导通之前已经流过体二极管，所以导通时是ZVS工作。

●Cr由于被充电而发挥电源的作用，这会使一次侧产生负载电流并经由D1流过二次侧。

●励磁电流的流向与负载电流相反，但由于变压器的一次侧被施加负电压，因此励磁电流会逐渐减小，最终其流向变得与负载电流的方向相同。

图 10 Mode（10）

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ROHM（罗姆）IC/功率元器件/分立式元器件/无源元器件/光学元器件/模块选型指南（中文）

目录- ComfySIL™品牌介绍 IC 功率元器件分立式元器件无源元器件光学元器件模块品名索引

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选型指南 - ROHM - 2022版 - 06.2022 PDF 中文下载

ROHM超小型CMOS运算放大器TLR377GYZ，满足“小型”且“高精度”两大需求 ∣视频

ROHM推出了满足“小型”且“高精度”这两大需求的运算放大器“TLR377GYZ”。

产品发布时间 : 2024-06-24

ROHM(罗姆) IC/功率器件/分立式半导体/无源元件/光学器件/模块选型指南

描述- ROHM launched the ComfySIL™ brand for customers involved in the design of functional safety to use products that support SIL (Safety Integrity Level) in a ‘Comfy’ (comfortable) manner, and for social systems' greater safety, security, and convenience to which ROHM can contribute through its products.

型号- DTC143TE3,KA2004-H05N20A,ML62Q20XX,RCJ220N25,SML-S13UT,DTC143TEB,RSX101VYM30,SML-D12M8W(C),SDR,R6002JND4,BD60A00NUX,RB238NS150,SML-D12Y8W,SMLA12BN8T,MG6405WZ,BDJ0GA3VEFJ-M,SML-811UT (A),SML-010VT,BD94130EFV-M,DTA124XM,BM2SC123FP2-LBZ,RS3L110AT,RB298T100,DTC143TCA,RSS060P05,BD71L4LG-1,SFR,BR25A512,RGPR20BM36HR,BD95821MUV,BD6995FV,KD2002-G0JB10A,BU23TD2W,SML-S13VT,BD12IC0WEFJ,BU97941FV,SLI-325YC(W),RQ5L015SP,BH7673G,SML-811UT (C),BD52XXG-2C,BD6046GUL,RGW60TS65HR,BD10KA5WFP,BA03CC0FP,SML-D12Y3W,BM6241FS,BD450S5FP2-C,MH2206WZ,BD63521EFV,BU94702AKV,SML-S13PT,RB168MM200,DTC144WCA,BD22621G-M,SLI-343URC,RS6R035BH,BDJ2FC0WFP,RGT20NL65,DTD123TC,DTA015TUB,BD750L5FP-C,BM521Q25F,R8003KNX,BD52XXG-1 SERIES,SML-D12D8W (C),DTA023YEB,UCR006,BD95514MUV,BD9S200MUF-C,SML-H10PD2B,DTD123TK,RFN6T2D,IMX25,BD80FD0WHFP,R6000ENH,SML-S13RT,BU64253GWZ,BD70GC0VEFJ-M,BD52XXG-2M,RBR2LAM30A,CSL0902DT 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选型指南 - ROHM - 2024 Edition - 12.2023 PDF 英文下载

【选型】ROHM（罗姆）传感器产品选型指南（中文）

目录- 运动传感元器件环境传感元器件接口元器件无线通信传感器控制评估套件 R&D 薄膜压电MEMS解决方案服务封装一览

型号- KX003-1077,ML7436N,BU52492NUZ,BH1790GLC,BU52274NUZ,RLD84PZJ2,BU52040HFV,RLD94SAQ6,RLD94SAQ7,RLD94SAQ8,STM 429J,RLD82PZJ1,STM 300,SIR-568ST3F,ML620Q503H,RPMD-0100,BU21027MUV,TCM 310,TCM 410J,ML7414GD,ML7396DGD,RPT-38PB3F,RLD94PZJ5,KX220,BU21023GUL,BU52074GWZ,BH1680FVC,BU52472NUZ,BM1422AGMV,RLD94PZJ7,MK71251-02,MK71251-01,SIR-341 ST3F,RPR-0521RS,SIM-030ST,USB 400J,BP3580,BU52271NUZ,KX112-1042,BU21079,ML620Q504H,BH1730FVC,BU52054GWZ,STM 431J,KX127-1068,BP359B,ECO 200,BH1900NUX,BU52073GWZ,BU21077MUV,BP3599,SIR-34ST3F,BU21029MUV,RPI-352,BP3595,KXTC9,RPT-37PB3F,BP3591,BM14270MUV-LB,BU52272NUZ,BU52792GWZ,SIM-040ST,ML7411GD,BP35A1,BM1386GLV,BP35C2,BM1383AGLV,BP35C0,SIM-22ST,SIR-563ST3F,BH1603FVC,BU21025GUL,RLD94NZJ7,PTM 330,BH1620FVC,RLD94NZJ5,RPI-125,RPI-246,BU21181FS,PTM 210,RPI-121,USB 300,BH1682FVC,RPI-122,RPI-243,ML7406YGD,BDJXXX0AHFV,RLD85PZJ4,RPM-22PB,SIR-341ST3F,BU21026MUV,BP35C0-J11,ML7404GD,ML7416N,KX222-1054,BU21170,ML7345CGD,BU52075GWZ,ML7345GD,BU52098GWZ,RPI-441C1,BH1726NUC,RPI-0352E,BD9251FV,BH1749NUC,RLD85SAY8,BU21170MUV,SIR-56ST3F,BU21023MUV,BD1020HFV,RLD85SAY7,RLD82XXJ1,RLD85SAY6,BU52493NUZ,BU52078GWZ,ML62Q1000,KX124-1051,KXCJB-1041,KXTJ3-1057,BD7411G,BU52095GWZ,RPI-222,BU21182FS,BU21072MUV,KMX63-1055,KX122-1037,RPI-221,BU21078FV,RLD85NZJ4,PTM 210J,LAZURITE 920J,BU21024FV-M,RPI-0226,BU21077,BU52494NUZ,BU21078,MK71251-02B,MK71251-02A,ML630Q464,RLD84NZJ2,BU21072,ML7345DGD,ML630Q466,KMX62-1031,BU52077GWZ,BU52092GWZ,RPT-34PB3F,KX123-6000,BH1721FVC,RLD82NZJ1,BU21079F,HSM 100,BU52055GWZ,BU21029GUL,ML7344JYGD,BU21181,RPM-20PB,BU21182,STM 400J,KX224-1053,BU52072GWZ,SIM-20ST,MK71351-NNN,STM 329,BU52097GWZ,RPI-441C1E,BU21078MUV,KX126-1063,RPI-0125,STM 331,BH1792GLC,ML7066GD,PTM 430J,BU52273NUZ,ML7421GD

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