半桥llc谐振变换器,llc谐振电路原理-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-05-16
LLC半桥谐振电路的开关动作和半桥电路无异，但是由于谐振腔的加入，LLC半桥谐振电路中的上下MOSFET工作情况大不一样，它能实现MOSFET零电压开通。
LLC半桥谐振电路中，根据这个谐振电容的不同联结方式，典型LLC谐振电路有两种连接方式，如下图所示。
不同之处在于LLC谐振腔的连接，左图采用单谐振电容（Cr），其输入电流纹波和电流有效值较高，但布线简单，成本相对较低；右图采用分体谐振电容（C1，C2），其输入电流纹波和电流有效值较低，C1和C2上分别只流过一半的有效值电流，且电容量仅为左图单谐振电容的一半。
半桥LLC谐振电路是通过谐振腔的电磁能量转换和MOS管的开关时序配合，实现零电压开关（ZVS）的高效能量转换。其核心在于利用Lr、Cr、Lm构成的谐振网络，在开关管导通/关断过程中形成电压/电流的谐振波形，从而降低开关损耗。
电路拓扑结构
半桥网络：由两个MOS管（Q1、Q2）组成，交替导通。
谐振网络：包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、励磁电感Lm（通常为变压器漏感与励磁电感组合）。
副边整流：通过变压器耦合至副边，由整流二极管（D1、D2）和输出电容Cout完成能量输出。
工作原理与流程
Q1导通阶段：
电流路径：Vin→Q1→Lr→Cr→Lm→变压器原边→Q1。
副边通过D1向负载供电，Lm储存磁能，Lr和Cr发生谐振。
死区时间（Q1/Q2均关断）：
励磁电流通过MOS管寄生电容充放电，将Q2两端电压降至零，为ZVS导通创造条件。
Q2导通阶段：
电流路径：Lm→Cr→Lr→Q2→Vin负极。
副边通过D2供电，Lm释放储存的磁能，谐振网络反向工作。
再次死区时间：
类似阶段2，为Q1的ZVS导通做准备，完成一个工作周期。
实现ZVS的关键机制
谐振频率匹配：当开关频率接近谐振频率fr=1/（2π√LrCr）时，谐振腔呈现感性阻抗，MOS管寄生电容在导通前通过谐振电流放电至零电压，实现ZVS。
励磁电感作用：Lm在死区时间维持电流，确保寄生电容充放电过程的能量供给。
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