最近在学习LLC,有几个问题请教各位大神,盼回复!
1.在CMG的LLC讲解中有ZVS的另外一个限制是Im>Ip,(图1)励磁电流大于谐振电流。 我们的电流波形不是都是Ip>Im(图2)才有剩余的能量输出吗???这个地方如何解释?????
图1
图2
OK,标准的LLC教材,会给你秀出来LLC的工作平面,3个,分别是fs>fr;fs 容性区的特征是零电流关断,并不适用与MOSFET这种半导体器件;硬开通,对MOSFET(尤其是软开关类的MOSFET)是致命的。 我们这里只讨论感性区。 第一步, fr是由谐振腔决定的,Cr和Lr。对应的1/2*Tr是谐振腔振荡的最大时间。 此外还有个Cr、Lr和Lm决定的振荡频率,1/2*Tr之外的时间,由该振荡决定。又因为Lm很大,我们认为这个振荡的周期很长,比如说10*Tr。 以上是振荡的基础,假设你已经明白。 因为fr是确定的,而fs是变化的,就出现了两种工作状态,我喜欢称为SRC和LLC。 SRC的特点是fs>fr,也就是说1/2*Ts < 1/2*Tr,所以一个工作周期中,只发生了一种振荡。Cr和Lr的振荡。 LLC的特点是fs也就是说1/2*Ts > 1/2*Tr。在一个工作周期中,t1时间段内发生Cr和Lr的振荡;t2时间段内发生Cr、Lr和Lm决定的振荡, 如前所述,Lm很大,振荡周期很长,我们认为ip电流在这个阶段是恒定的,不发生变化。也就是LLC典型的“平台区”。 平台区是LLC一切优秀特质的根源,MOSFET的零电压开通和输出整流二极管的零电流关断。 这里可以得到一个结论,半桥情况下 ILm_max =1/2 * Vin/Lm * 1/2 * Tr ---------------------------------------------------------------------------------- 第二步,模态分析 t1阶段,Lr和Cr的振荡,Q2关断,其寄生电容上有等于Vin的电压。 t3阶段,Q1和Q2的状态互换,Q1关断,其寄生电容上有等于Vin的电压。 那么问题来了,t1阶段和t2阶段的变换过程发生了什么?零电压开通是怎么实现的? ZVS,零电压开通,就是说,其Vds压降将为0以后再控制门极开通。 这里给出一个结论,t2阶段开始时关断Q1,t2阶段结束时开通Q2,这里就有了所谓的死区时间,Td,Td=t2。死区时间意味着,没有驱动脉冲,两个MOSFET均 等效为寄生电容。 如上所述,在此期间,Ip=ILm_max,维持恒定。那么这个电流一方面给Q2放电,一方面给Q1充电。 以下的状态微分方程帮助你理解: 为了实现ZVS,t2结束以前,Q2寄生电容的电压必须放为0,就有了下面的等式。当然,如果你愿意的话,还可考虑上寄生电容。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 总结,其实ILm > Ip的说法有些奇怪的,可能是对Ip的定义不清楚,可以定义成,实现ZVS所需的最小原边谐振电流。
容性区的特征是零电流关断,并不适用与MOSFET这种半导体器件;硬开通,对MOSFET(尤其是软开关类的MOSFET)是致命的。
我们这里只讨论感性区。
第一步,
fr是由谐振腔决定的,Cr和Lr。对应的1/2*Tr是谐振腔振荡的最大时间。
此外还有个Cr、Lr和Lm决定的振荡频率,1/2*Tr之外的时间,由该振荡决定。又因为Lm很大,我们认为这个振荡的周期很长,比如说10*Tr。
以上是振荡的基础,假设你已经明白。
因为fr是确定的,而fs是变化的,就出现了两种工作状态,我喜欢称为SRC和LLC。
SRC的特点是fs>fr,也就是说1/2*Ts < 1/2*Tr,所以一个工作周期中,只发生了一种振荡。Cr和Lr的振荡。
LLC的特点是fs也就是说1/2*Ts > 1/2*Tr。在一个工作周期中,t1时间段内发生Cr和Lr的振荡;t2时间段内发生Cr、Lr和Lm决定的振荡,
如前所述,Lm很大,振荡周期很长,我们认为ip电流在这个阶段是恒定的,不发生变化。也就是LLC典型的“平台区”。
平台区是LLC一切优秀特质的根源,MOSFET的零电压开通和输出整流二极管的零电流关断。
这里可以得到一个结论,半桥情况下 ILm_max =1/2 * Vin/Lm * 1/2 * Tr
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第二步,模态分析
t1阶段,Lr和Cr的振荡,Q2关断,其寄生电容上有等于Vin的电压。
t3阶段,Q1和Q2的状态互换,Q1关断,其寄生电容上有等于Vin的电压。
那么问题来了,t1阶段和t2阶段的变换过程发生了什么?零电压开通是怎么实现的?
ZVS,零电压开通,就是说,其Vds压降将为0以后再控制门极开通。
这里给出一个结论,t2阶段开始时关断Q1,t2阶段结束时开通Q2,这里就有了所谓的死区时间,Td,Td=t2。死区时间意味着,没有驱动脉冲,两个MOSFET均
等效为寄生电容。
如上所述,在此期间,Ip=ILm_max,维持恒定。那么这个电流一方面给Q2放电,一方面给Q1充电。
以下的状态微分方程帮助你理解:
为了实现ZVS,t2结束以前,Q2寄生电容的电压必须放为0,就有了下面的等式。当然,如果你愿意的话,还可考虑上寄生电容。
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总结,其实ILm > Ip的说法有些奇怪的,可能是对Ip的定义不清楚,可以定义成,实现ZVS所需的最小原边谐振电流。
可以看看变压器原边的电压波形和副边的电压波形;
就明白了。