ZCS教学设计统编版,ZCS教学设计意图

接下来我们开始讨论f2此一阶段激磁电感将参与电路谐振。下图为时序图1,上电初始状态和前文时序图一样,Q1断开,Q2导通,谐振电流经Ls,Cr,Q2形成回路,变压器次级感应电压使D2导通,为负载及滤波电容提供电能。时序图1如下所示:

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图1

第二阶段,由于f2及谐振电容Cr均参与谐振,且功率MOS Q2依旧导通,同时次级侧二极管D1,D2均未导通,负载由输出端滤波电容提供能量,下图为时序图2:

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图2

第三阶段,功率MOS Q1 Q2均截止,初级侧激磁电感Lp,初级漏电感Ls及谐振电容Cr产生的谐振电流为上下功率管的体电容充电。为上管体电容充电的电流最终传输至Vin,为下管体电容充电的电流经地线形成回路,负载由输出端滤波电容提供能量。下图为时序图3:

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图3

第四阶段,当上管体电容两端电压大于上管体二极管的导通偏置电压时,上管体二极管导通,此时开通功率MOS Q1,实现了功率MOS Q1的ZVS。此阶段初始谐振腔由初级漏电感Ls及电容Cr组成,初级主电感Lp(激磁电感)短路,谐振电流为负半周时,电流方向为左负右正,电流最终输入至Vin。变压器次级感应电压为上正下负,整流二极管D1导通,为负载提供能量。下图为时序图4:

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图4

第五阶段和第四阶段时序图有细微差别,此阶段初级侧谐振电流为正半周,电流方向为左正右负,电流经功率MOS Q1最终输入至地。变压器次级感应电压仍然为上正下负,整流二极管D1导通,为负载提供能量。下图为时序图5:

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图5

第六阶段,谐振腔由激磁电感,漏电感及电容组成,此阶段电压方向为左正右负,电流经功率MOS Q1及谐振网络最终输入至地。变压器次级感应电压消失,整流二极管D1自然关断实现ZCS,输出端滤波电容为负载提供能量。下图为时序图6:

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图6

第七阶段,此阶段上管功率MOS Q1关断,激磁电感仍然参与谐振,产生的谐振电流为上下功率管的体电容充电,为下一阶段功率管Q2的零电压开通做准备。次级侧输出端滤波电容为负载提供能量。下图为时序图7:

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图7

第八阶段其实就是重复第一阶段的时序,至此LLC拓扑形成一个循环。此阶段下管体电容电压大于体二极管导通偏置电压,下管开通实现ZVS。谐振腔由漏电感及电容组成。次级侧的感应电压为中间正下端负,整流二极管D2导通为负载提供能量。下图为时序图8:

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图8


LLC半桥拓扑原理讲解已经完成,第二步LLC半桥拓扑仿真,后续会继续更新。上述均为我个人基于ST的技术手册的理解,有讲的不到位或者错误的地方还望诸位斧正,谢谢。

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