今天在進行《磁性元件與開關電源設計技術》企業(yè)內訓時;在開關電源設計技術-LLC設計調試技巧中對LLC的關鍵技術及易發(fā)生故障的狀況進行了分析;

LLC諧振電源如何實現ZVS應用及設計技巧提供參考!

LLC諧振變換器的優(yōu)勢!電路分析架構如下：

第一，電路結構相對簡單，有較高的效率。

第二，它可以在整個運行范圍內，實現零電壓切換(ZVS)。所有寄生元件，包括所有半導體器件的結電容和變壓器的漏磁電感和激磁電感，都是用來實現ZVS 的，ZVS的實現具備的參數特性如何分解;首先看看電路的工作機理：

LLC架構的穩(wěn)壓原理;將上述電路架構進行參數等效分析：

A.輸入電壓或負載(RL)變化時引起VR電壓變化

Zc=1/sCr ZL=sLr s=2лf

B.回路中確定Cr&Lr的參數：上述等效電路通過改變頻率使1/sCr+sLr(1/2лfCr + 2лfLr)與Rac的分壓相應改變，最終維持負載電壓不變，即VR不變

當上面是有固定輸入的PFC電壓設計時，系統(tǒng)的負載變化時會造成系統(tǒng)工作頻率的變化，當負載增加時， MOSFET開關頻率減小，當負載減小時，開關頻率增大。

其電路的特點：

1.LLC 諧振變換器可以在寬負載范圍內實現零電壓開關。

2. 能夠在輸入電壓和負載大范圍變化的情況下調節(jié)輸出，同時開關頻率變化相對很小。

3. 諧振變換器采用頻率控制，上下管的占空比各近似為50%.電路工作沒有偶次諧波分量，有好的EMI特性。

4. 無需輸出電感，可以進一步降低系統(tǒng)成本。

5. 對于低壓大電流設計如果輸出采用同步整流MOS，可以進一步提升效率。

設計中對于諧振電容的最小值要求：

Cr電容充當直流電源：存儲能量足以支撐Q2導通期間為負載提供能量

滿載功率為Pomax，最大輸入電壓Vinmax，電容存儲的能量=直流電源的在Q1導通期間提供能量滿足如下公式要求：

Cr最小容值滿足：

通過對LLC變換器ZVS狀態(tài)下的模態(tài)分析：

在開關管關斷時刻，諧振槽路存儲的磁能必須大于兩個開關管輸出電容完成一次充、放電所需的電能，表示為：

式中Imoff是Q1關斷時刻磁化電感Lm的電流;節(jié)點Va處的總電容Czvs

為了防止直通現象，需要在兩個驅動信號之間增加一個死區(qū)時間Td，確保一個開關管徹底關斷后才允許另一個開關管開啟!