大家好，我是公眾號電源漫談，前述文章，LLC電路的諧振工作模態淺析 ，詳細分析了LLC電路在諧振狀態下的典型波形和工作過程，但是實際運行中由於輸入電壓或者輸出電壓的變化使得LLC電路不一定運行於諧振狀態，本文簡要分析一下其它的一些工作狀態。
一.LLC的欠諧振工作狀態
欠諧振，顧名思義，就是工作頻率低於諧振頻率，這種狀態下的工作情況本質和諧振狀態是一樣的，但是它的一些特殊區別會影響到副邊開關的行為。
在欠諧振狀態下，由於工作周期會比諧振周期長，那麼諧振腔電流的基波周期會比LLC的半周期短一些，在半周期結束之前就使得諧振電流達到了磁化電流，之後的一些時間（下一個半周期之前）內原邊諧振腔保持為磁化電流。
圖1 LLC諧振狀態的波形
我們回顧一下前面討論過的典型諧振狀態，從LLC典型諧振狀態的波形來看，當半周期結束時，原邊諧振腔電路的電流正好等於磁化電流，如圖1C的波形，這種狀態下諧振周期基本等於開關周期。
圖2 LLC欠諧振狀態的波形
而從欠諧振狀態的波形來看，由於諧振周期短於工作周期，所以在半周期結束前LLC的諧振腔電流就變為了磁化電流，如圖2的C波形所示，對於副邊使用二極體整流的拓撲來說，由於二極體只能單向導通電流，所以，當副邊電流過零時，二極體會自動關斷，如圖2的D和E所示，而相應的，如果副邊採用同步整流拓撲，則設計者可以通過對驅動波形的控制，在電流過零點關斷同步整流mosfet開關，這其中涉及到多種電流採樣技術，此處我們不做太多討論。
二.LLC的過諧振狀態
LLC的過諧振狀態，顧名思義，就是說工作頻率大於諧振頻率，相應的工作周期小於諧振周期。過諧振的一些運行行為和欠諧振相反。由於諧振周期大於開關周期，所以，在LLC的半周期末，諧振腔電流會大於磁化電流，而在接下來的死區時間內，腔電流會快速降低為磁化電流，進而開始新的半周期。
圖3 LLC過諧振狀態的波形
當過諧振時，由於諧振周期大於工作周期，所以原邊的主開關和副邊的同步整流開關可以同步運行，控制上相對簡單。
所以，總的來說，副邊同步整流開關的控制方式取決於開關頻率和諧振頻率的關係，在軟體上這是相對容易實現的。
從圖3的過諧振典型波形上看，LLC諧振腔電流在半周期結束前大於磁化電流，如C波形所示。
三.副邊同步整流的簡單討論
LLC的副邊拓撲採用同步整流會比二極體整流得到較小的損耗，提高效率。當採用二極體整流時，二極體上的損耗如圖4所示。它由二極體的正向壓降損耗和正向電阻損耗兩部分組成。
圖4 二極體損耗的表達式
圖5 同步整流mosfet損耗表達式
在副邊更換為同步整流開關後，其損耗主要是導通損耗，如圖5所示，這會大大減小副邊損耗，提高效率。
副邊整流輸出一般有兩種拓撲形式可以選擇，全波二極體整流或者全波中心抽頭整流，後者適用於低壓大電流場合，前者適用於高壓小電流場合。在副邊使用中心抽頭整流時，一般會將中心抽頭接到副邊地，變壓器兩端接副邊整流mosfet得漏極，其源極都是接地的，這樣的好處是容易驅動這樣的低邊mosfet，而不需要自舉電路。對於mosfet的驅動時序要求，我們在前兩部分中已經說明，此處不做討論。
總結，簡要分析LLC電路的欠諧振和過諧振狀態，分析其工作模式的基本特點和副邊mosfet驅動要求，為後續的分析做出鋪墊。
參考文獻：AN1336 DC/DC LLC Reference Design Using dsPIC DSC
點擊下方關注「電源漫談」公眾號，共同探討電源的方方面面！
電源漫談電源漫談，知名美國半導體公司主任應用工程師，985碩士，多年電源研發經驗。內容主要為電源設計基礎，數字控制電源，基於單片機的混合型電源，單片機嵌入式設計，寬禁帶功率電子等電源相關話題原創文章及討論，致力於電源知識及電力電子應用的原創分享。91篇原創內容
公眾號
您的關注和點讚就是對原創最大的支持！