圖一、LLC 諧振原理圖

圖二、LLC 諧振波形圖

圖一和圖二分別給出了 LLC 諧振變換器的電路圖和工作波形。

圖一中包括兩個(gè)功率 MOSFET（S1 和 S2），其占空比都為 0.5；諧振電容 Cs，副邊匝數(shù)相等的中心抽頭變壓器 Tr，Tr 的漏感 Ls，激磁電感 Lm，Lm 在某個(gè)時(shí)間段也是一個(gè)諧振電感，因此，在 LLC 諧振變換器中的諧振元件主要由以上 3 個(gè)諧振元件構(gòu)成，即諧振電容 Cs，電感 Ls 和激磁電感 Lm；半橋全波整流二極管 D1 和 D2，輸出電容 Cf。

LLC 變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理如下：1）〔t1，t2〕當(dāng) t=t1 時(shí)，S2 關(guān)斷，諧振電流給 S1 的寄生電容放電，一直到 S1 上的電壓為零，然后S1 的體內(nèi)二級(jí)管導(dǎo)通。此階段 D1 導(dǎo)通，Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有 Ls 和 Cs 參與諧振。2）〔t2，t3〕當(dāng) t=t2 時(shí)，S1 在零電壓的條件下導(dǎo)通，變壓器原邊承受正向電壓；D1 繼續(xù)導(dǎo)通，S2 及D2 截止。此時(shí) Cs 和 Ls 參與諧振，而 Lm 不參與諧振。3）〔t3，t4〕當(dāng) t=t3 時(shí)，S1 仍然導(dǎo)通，而 D1 與 D2 處于關(guān)斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開(kāi)，此時(shí) Lm，Ls和 Cs 一起參與諧振。實(shí)際電路中 Lm>>Ls,因此，在這個(gè)階段可以認(rèn)為激磁電流和諧振電流都保持不變。4）〔t4，t5〕當(dāng) t=t4 時(shí)，S1 關(guān)斷，諧振電流給 S2 的寄生電容放電，一直到 S2 上的電壓為零，然后S2 的體內(nèi)二級(jí)管導(dǎo)通。此階段 D2 導(dǎo)通，Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有 Ls 和 Cs 參與諧振。5）〔t5，t6〕當(dāng) t=t5 時(shí)，S2 在零電壓的條件下導(dǎo)通，Tr 原邊承受反向電壓；D2 繼續(xù)導(dǎo)通，而 S1 和D1 截止。此時(shí)僅 Cs 和 Ls 參與諧振，Lm 上的電壓被輸出電壓箝位，而不參與諧振。6）〔t6，t7〕當(dāng) t=t6 時(shí)，S2 仍然導(dǎo)通，而 D1 和 D2 處于關(guān)斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開(kāi)，此時(shí) Lm，Ls 和 Cs 一起參與諧振。實(shí)際電路中 Lm>>Ls，因此，在這個(gè)階段可以認(rèn)為激磁電流和諧振電流都保持不變。