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前述文章，LLC電路的諧振工作模態(tài)淺析，詳細(xì)分析了LLC電路在諧振狀態(tài)下的典型波形和工作過程，但是實(shí)際運(yùn)行中由于輸入電壓或者輸出電壓的變化使得LLC電路不一定運(yùn)行于諧振狀態(tài)，本文簡要分析一下其它的一些工作狀態(tài)。

一.LLC的欠諧振工作狀態(tài)

欠諧振，顧名思義，就是工作頻率低于諧振頻率，這種狀態(tài)下的工作情況本質(zhì)和諧振狀態(tài)是一樣的，但是它的一些特殊區(qū)別會(huì)影響到副邊開關(guān)的行為。

在欠諧振狀態(tài)下，由于工作周期會(huì)比諧振周期長，那么諧振腔電流的基波周期會(huì)比LLC的半周期短一些，在半周期結(jié)束之前就使得諧振電流達(dá)到了磁化電流，之后的一些時(shí)間（下一個(gè)半周期之前）內(nèi)原邊諧振腔保持為磁化電流。

圖1 LLC諧振狀態(tài)的波形

我們回顧一下前面討論過的典型諧振狀態(tài)，從LLC典型諧振狀態(tài)的波形來看，當(dāng)半周期結(jié)束時(shí)，原邊諧振腔電路的電流正好等于磁化電流，如圖1C的波形，這種狀態(tài)下諧振周期基本等于開關(guān)周期。

圖2 LLC欠諧振狀態(tài)的波形

而從欠諧振狀態(tài)的波形來看，由于諧振周期短于工作周期，所以在半周期結(jié)束前LLC的諧振腔電流就變?yōu)榱舜呕娏鳎鐖D2的C波形所示，對(duì)于副邊使用二極管整流的拓?fù)鋪碚f，由于二極管只能單向?qū)娏鳎裕?dāng)副邊電流過零時(shí)，二極管會(huì)自動(dòng)關(guān)斷，如圖2的D和E所示，而相應(yīng)的，如果副邊采用同步整流拓?fù)洌瑒t設(shè)計(jì)者可以通過對(duì)驅(qū)動(dòng)波形的控制，在電流過零點(diǎn)關(guān)斷同步整流mosfet開關(guān)，這其中涉及到多種電流采樣技術(shù)，此處我們不做太多討論。

二.LLC的過諧振狀態(tài)

LLC的過諧振狀態(tài)，顧名思義，就是說工作頻率大于諧振頻率，相應(yīng)的工作周期小于諧振周期。過諧振的一些運(yùn)行行為和欠諧振相反。由于諧振周期大于開關(guān)周期，所以，在LLC的半周期末，諧振腔電流會(huì)大于磁化電流，而在接下來的死區(qū)時(shí)間內(nèi)，腔電流會(huì)快速降低為磁化電流，進(jìn)而開始新的半周期。

圖3 LLC過諧振狀態(tài)的波形

當(dāng)過諧振時(shí)，由于諧振周期大于工作周期，所以原邊的主開關(guān)和副邊的同步整流開關(guān)可以同步運(yùn)行，控制上相對(duì)簡單。

所以，總的來說，副邊同步整流開關(guān)的控制方式取決于開關(guān)頻率和諧振頻率的關(guān)系，在軟件上這是相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)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(jié)束前大于磁化電流，如C波形所示。

三.副邊同步整流的簡單討論

LLC的副邊拓?fù)洳捎猛秸鲿?huì)比二極管整流得到較小的損耗，提高效率。當(dāng)采用二極管整流時(shí)，二極管上的損耗如圖4所示。它由二極管的正向壓降損耗和正向電阻損耗兩部分組成。

圖4 二極管損耗的表達(dá)式

圖5 同步整流mosfet損耗表達(dá)式

在副邊更換為同步整流開關(guān)后，其損耗主要是導(dǎo)通損耗，如圖5所示，這會(huì)大大減小副邊損耗，提高效率。

副邊整流輸出一般有兩種拓?fù)湫问娇梢赃x擇，全波二極管整流或者全波中心抽頭整流，后者適用于低壓大電流場合，前者適用于高壓小電流場合。在副邊使用中心抽頭整流時(shí)，一般會(huì)將中心抽頭接到副邊地，變壓器兩端接副邊整流mosfet的漏極，其源極都是接地的，這樣的好處是容易驅(qū)動(dòng)這樣的低邊mosfet，而不需要自舉電路。對(duì)于mosfet的驅(qū)動(dòng)時(shí)序要求，我們在前兩部分中已經(jīng)說明，此處不做討論。

總結(jié)，簡要分析LLC電路的欠諧振和過諧振狀態(tài)，分析其工作模式的基本特點(diǎn)和副邊mosfet驅(qū)動(dòng)要求，為后續(xù)的分析做出鋪墊。

參考文獻(xiàn)：AN1336 DC/DC LLC Reference Design Using dsPIC DSC