LLC變換器工作模態 (f=fs)

拓撲與特點

以半橋LLC諧振變換器為例，主開關Q1、Q2構成半橋結構，其驅動信號為固定占空比50%的互補信號，并且在上下橋臂之間應有死區時間。

諧振電感Ls、諧振電感Cs和變壓器勵磁電感Lm共同構成諧振槽路，具有兩個諧振頻率：

諧振電感Ls和諧振電感Cs產生的串聯諧振頻率

諧振電感Ls、諧振電感Cs和變壓器勵磁電感Lm產生的串并聯諧振頻率

并且 fs > fm 。

工作頻率f=fs時LLC工作模態

工作頻率f = fs時，LLC變換器工作在軟開關狀態。

如下圖所示，t0~t1時刻，LLC開關管在導通前，電流先從開關Q1的體二極管（S到D）內流過，Q1漏源之間電壓被箝位在接近0V（二極管壓降）。t1時刻驅動信號有效，則Q1導通，實現零電壓導通。

工作過程

階段1/6： t0 ~ t1

Q1關斷，Q2開通
D1關斷，D2開通
勵磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在-n倍輸出電壓上：VLp = -n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
輸出能量來自Cs與Ls
該階段持續到Q2關斷為止

**階段2/6：**t1 ~ t2

Q1、Q2均關斷（死區）
D1、D2均關斷
變壓器副邊開路，因而Lp也參與諧振
諧振電流I(Ls+Lp)給Cosss2充電，同時給Coss1放電，直至V(Coss1)=Vin，Q1體二極管開始續流
該階段持續到Q1開通為止

**階段3/6：**t2 ~ t3

Q1開通，Q2關斷
D1導通，D2關斷
勵磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在n倍輸出電壓上：VLp = n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
電流流經Q1返回到輸入源Vin（Q1工作在第3象限）
該階段持續到諧振電流I(Ls)=0為止

**階段4/6：**t3 ~ t4

Q1開通，Q2關斷
D1導通，D2關斷
勵磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在n倍輸出電壓上：VLp = n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
能量由輸入Vin流向輸出Vout
該階段持續到Q1關斷

階段5/6： t4 ~ t5

Q1、Q2均關斷（死區）
D1、D2均關斷
變壓器副邊開路，因而Lp也參與諧振
諧振電流I(Ls+Lp)給Cosss1充電，同時給Coss2放電，直至V(Coss2)=0，Q2體二極管開始續流
該階段持續到Q2開通為止

階段6/6： t5 ~ t6

Q1關斷，Q2開通
D1關斷，D2開通
勵磁電感Lp電壓被變壓器鉗位在-n倍輸出電壓上：VLp = -n × Vout
Cs與Ls以頻率fs諧振
電流流經Q2（Q2工作在第3象限）
輸出能量來自Cs與Ls
該階段持續到諧振電流I(Ls)=0為止
此后繼續階段1/6