LLC轉換器是一種軟開關電源拓撲,以其高效率、良好的EMI性能和能夠實現寬范圍電壓調節的特點而受到青睞。
諧振網絡
諧振網絡是LLC轉換器的核心,通常由兩個電感(Lr和Lm)和一個電容Cr組成。其中,Lr為諧振電感,Lm為變壓器的激磁電感,Cr為諧振電容。這個網絡決定了轉換器的諧振頻率,并在轉換器操作中起到關鍵作用。
開關器件
開關器件通常是MOSFET或IGBT,用于根據控制信號切換電流路徑,從而控制能量從輸入源傳遞到負載。在LLC轉換器中,這些開關器件常以半橋或全橋的形式連接,并以略高于或略低于諧振頻率的頻率進行切換,以實現ZVS(零電壓開關)或ZCS(零電流開關),降低開關損耗。
變壓器
變壓器在LLC轉換器中起著隔離輸入輸出和變換電壓比的作用。它設計有兩個線圈:初級線圈作為諧振網絡的一部分,參與共振;次級線圈則提供所需的輸出電壓。變壓器的設計對轉換器的效率和性能有顯著影響。
圖1展示了LLC轉換器的基礎電路構成。該轉換器得名于其關鍵組件:電感Lr、Lm和電容Cr,它們共同形成了一個串聯的諧振電路。在這個配置中,Lr充當諧振電感,Lm代表變壓器的勵磁電感,而Cr則是諧振電容。
在變壓器的設計中,電感成分主要由勵磁電感Lm和漏電感Ll組成。在LLC轉換器的設計中,通常會將漏電感Ll整合作為諧振電感Lr,這樣做有助于簡化電路設計并減小器件數量。
此外,變壓器二次側所使用的二極管工作在ZCS(零電流開關)狀態下,這意味著它們在切換過程中不會產生反向恢復損耗。因此,為了進一步降低損耗,可以選擇正向電壓VF較低的二極管,這樣可以減少二極管在導通時的電壓降,從而提高整體效率。
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