LLC 工作状态分析(含死区)

　　传统的LLC分析方法没有考虑到死区时间对LLC相关波形的影响，本文详细分析含死区的模型。以下的分析不含寄生参数对电流电压波形的影响。

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 0、原副边开关管控制逻辑

 

 

1、等效状态

　　下图显示了在Q1导通的半个周期内，一共有5种模态，实际的半周期运行模态最多包含3中，最少一种。

 2、工作状态的转换

Gain	Mode	State	Description
Buck	CCMA	a1,a3	CCM Above Resonant
	CCMB	a3,a5	CCM Below Resonant
	DCMA	a1,a2,a3	DCM Above Resonant
	DCMAB	a2,a3,a4	DCM Above and Below Resonant
	CUTOFF	a2	All diode OFF
Boost	CCMB	a3,a5	CCM Below Resonant
	DCMB1	a3,a4,a5	DCM Below Resonant 1
	DCMB2	a3,a4	DCM Below Resonant 2
	DCMAB	a2,a3,a4	DCM Above and Below Resonant
	CUTOFF	a2	All diode OFF

　　　　符号说明：

　　　　　　l = L_r /L_m

　　　　　　M = n V_o/V_in

　　　　　　F = f_s / f_r

　　　　　　y = T_s / 2

　　　　　　m_C = V_c / n V_o

　　　　　　m_M = V_M / n V_o

　　　　　　j_X = i_X * R_o / n Vo 

　　　　

 

 3、Buck mode

 3.1、Buck mode(CCMA，heavy load)

　　　　小结：在这个高于谐振频率的CCM状态下，Lm没有参与谐振，LLC电路可以视为LC谐振电路。

 

 3.2、Buck mode(CCMB, Capacitive mode)

 

 3.3、Buck mode(DCMA,medium load)

　　　　小结：D1,D2进入DCM的原因是在(t2-t3),(t6-t7)阶段，原边励磁电感上的电压小于输出电压的反射电压。

 

3.4、Buck mode(DCMAB，light load)

　　　　小结：1、D1,D2在(t1-t4),(t6-t9)阶段进入DCM，Lr+Lm 与Cr谐振。

　　　　　　　2、D1，D2实现了零电流开通ZCS。

 

3.5、Buck mode(Cutoff)

 

 4、Boost mode

 4.1、Boost mode(CCMB) is same as Buck mode(CCMB)

 4.2、Boost mode(DCMB1,heavy load) 

 4.3、Boost mode(DCMB2，heavy load) 

4.4、Boost mode(DCMAB, medium-light load) is same as Buck mode(DCMAB)

　　　　小结：虽然Boost mode DCMAB 与Buck mode DCMAB 波形类似，但是Boost mode 下i_r = i_m 的时间比Buck mode下对应时间高很多。

 

4.5、Boost mode(Cutoff) is same as Buck mode(Cutoff)

 

5、Transfer mode (M = 1)

 

6、Reference documents

　　Steady-State Analysis of the LLC Series Resonant Converter.James F. Lazar,Robert Martinelli

　　An introduction to LLC resonant half-bridge converter.AN2644 Application note