llc同步整流工作原理

圖1.1和圖1.2分別給出了LLC諧振變換器的典型線路和工作波形。如圖1所示LLC轉換器包括兩個功率MOSFET（Q1和Q2），其占空比都為0.5;諧振電容Cr,副邊匝數相等的中心抽頭變壓器Tr,等效電感Lr,勵磁電感Lm,全波整流二極體D1和D2以及輸出電容Co。

而LLC有兩個諧振頻率，Cr,Lr決定諧振頻率fr1;而Lm,Lr,Cr決定諧振頻率fr2。系統的負載變化時會造成系統工作頻率的變化，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。

Q1關斷，Q2導通，電感Lr和Cr進行諧振，次級D1關斷，D2導通，二極體D1約為兩倍輸出電壓，此時能量從Cr,Lr轉換至次級。直到Q2關斷。

Q1和Q2同時關斷，此時處於死區時間，此時電感Lr,Lm電流給Q2的輸出電容充電，給Q1的輸出電容放電直到Q2輸出電容的電壓等於Vin。次級D1和D2關斷Vd1=Vd2=
0,當Q1導通時該相位結束。

Q1導通，Q2關斷。D1導通，D2關斷，此時Vd2=2Vout。Cr和Lr諧振在fr1,此時Ls的電流通過Q1返回到Vin,直到Lr的電流為零次相位結束。

Q1導通，Q2關斷，D1導通，D2關斷，Vd2=2Vout。Cr和Lr諧振在fr1,Lr的電流反向通過Q1流回功率地。能量從輸入轉換到次級，直到Q1關斷該相位結束

Q1,Q2同時關斷，D1,D2關斷，原邊電流I（Lr Lm）給Q1的Coss充電，給Coss2放電，直到Q2的Coss電壓為零。此時Q2二極體開始導通。Q2導通時相位結束。

Q1關斷，Q2導通，D1關斷，D2導通，Cr和Ls諧振在頻率fr1,Lr電流經Q2回到地。當Lr電流為零時相位結束。

從以上幾種狀況，我們不難分析出。增加Ipk會增加電感尺寸以及成本，增加死區時間會降低正常工作時的電壓，而最好的選擇無疑是減小Coss,因為減小無須對電路做任何調整，只需要換上一個Coss相對較小MOSFET即可。

「半橋LLC」和「全橋LLC」電路上二次側電路是一樣的，但在一側側則有明顯的差異，不過這兩種電路在控制上卻不會有太大的差異。

以上圖來說，半橋LLC的Q1、Q2開關的佔空比都是50%，且相位相差180度。而在全橋LLC電路的S1、S3的開關訊號就和半橋LLC的Q1相同；全橋LLC電路的S2、S4的開關訊號就和半橋LLC的Q2相同，因此在實務上，半橋LLC的開關切換訊號對角複製到另一個半橋，就可以控制全橋LLC。

同步整流就是用開關去取代二極體，從拓撲的角度來看，同步整流器的電壓降更低，傳導損耗和開關損耗都更小，能夠提高這些轉換級的效率，在伺服器電源或電訊整流器等低電壓及高電流應用中很常見。

不過，在同步整流方面，低導通阻抗並非電源開關的唯一要求。為了降低驅動損耗，這些元件的閘極電荷也應該很小。軟寄生二極體的反向恢復特性有助於削弱電流突波的峰值，從而降低緩衝電路損耗。另外，還有輸出電荷QOSS和反向恢復電荷Qrr造成的開關損耗。因此，中低電壓MOSFET的關鍵參數如RDS(on)、QG、QOSS、Qrr和反向恢復特性，直接影響到同步整流系統的效率。

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