【经验】深度解析LLC转换器的基本工作模式
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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