下圖是一種單諧振電容結構的LLC諧振電路。
LLC諧振電路
LLC振蕩電路由振蕩電容Cr、原邊Lp、漏磁電感Lr、激磁電感Lm和兩個MOSFET管和副邊兩只半橋整流二極管組成。其中,Cr、Lr和Lm這三個元件因負載變化組成的振蕩網絡有兩個:一個是由Cr與Lr組成的振蕩網絡,此振蕩網絡的振蕩頻率與負載無關;另一個是由Cr與Lm和Lr組成的振蕩網絡,此網絡振蕩頻率與負載的輕重有關,通常負載越重,電路的諧振頻率越高。
單諧振電路結構的LLC諧振電路其實就是LRC串聯振蕩電路,其原理是:將變壓器的次級和負載折合回初級回路,次級相當于LRC串聯諧振變流器的子負載,故LLC轉換器的工作頻率與負載的功率需求有關。
功率需求較高時,工作頻率高;反之,控制環路會降低開關頻率。若以fr表示LLC轉換器的振蕩頻率,則可通過參數選擇使其工作在五種振蕩狀態:一是振蕩在frl以下;二是直接諧振在fr1;三是高于fr1;四是振蕩在fr2;五是在fr2之上振蕩。LLC諧振電路的振蕩頻率計算公式如下:
半橋LLC振蕩拓撲電路要求其LLC諧振網絡振蕩頻率高于fr2,電路阻抗呈感性,原邊所有電路等效為一只電感,從而實現原邊兩只主MOS開關管零電壓導通(ZVS)和副邊整流二極管零電流關斷(ZCS)。采用這樣的開關拓撲實現了初次級損耗最小,故它是一種具有高性價比、高能效和EMI性能優異的開關電源電路。