移相全桥LLC模态分析（PS_FB）

一、拓扑结构

二、工作波形图

三、模态分析

①在模态[t0-,t0+]时刻

​ 在t0时刻之前，Q1 和Q2 导通，Q3 和 Q4 截止，加在 A、B 两点的电压为 0，L_r、C_r和L_m共同谐振，谐振电感电流i_Lr与励磁电感电流i_Lm相等，并流过Q1 和Q2，变压器原副边均无电流，负载由输出电容供电。

②在模态[t0,t1]时刻

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​ t0时刻，关断Q2，此时谐振电感电流i_L给C2充电，同时给C4放电，此时有一部分电流流向如绿线所示，由于C4放电，那么只能从C3抽电荷，并且励磁电流会补充C3的电荷。由于C2和 C4的缓冲作用，Q2是零电压关断。由于这段时间很短，可近似认为i_Lr和i_Lm均保持不变，负载依然由输出电容供电。

③在模态[t1,tx]时刻

​ 在t1+时刻，C2 电压上升到V_in，C4的电压下降到零，反并二极管 D4 导通，这时可以零电压开通Q4。此时，V_AB=V_in，i_Lr、i_Lm开始增加(反向减小)，i_Lr增加较快(反向减小)，整流管DR1 和 DR4 导通，将变压器副边电压箝在 V_o，相应的，变压器原边电压为 nV_o，i_Lm线性增加。而(V_in－nV_o)加在 L_r和 C_r组成的谐振网络上，L_r和C_r谐振工作。

​ 这里有个点要注意的，波形图中，Q4开通的时间正好在t1，我觉得可以在t1~tx之间都能开启，此时分两种管子，如果是IGBT,那么在t1-tx之间是否开通管子，电流都流过D4体二极管，但是如果是SiC的MOS管，电流就会流过阻抗更低的管子。

④在模态[tx,t2]时刻

​ 此时的Q1,Q4均为导通状态，会到了正常的LLC的模式，这里我就不赘述了，疑惑的可以看看我写的变频的LLC模态变频的LLC模态

⑤在模态[t2,t3]时刻

​ 在t2时刻，关断Q1，i_Lr给C1 充电，同时给C3放电。整流管DR1和DR4仍然导通。

⑥在模态[t3,t4]时刻

​ 在t3时刻，Va的电压被放到0，此时D3导通，那么AB的压差就为0，这时可以零电压开通 Q3，虽然V_AB=0,但是由于谐振电容C_r的存在，不会立刻让变压器两端电压为0，此时仍然继续传递能量给副边，谐振电流依旧在减少。在这个时候，管子导通就流过管子（MOS管），没有导通就走体二极管。

⑦在模态[t4,t5]时刻

​ 在t4 时刻，i_Lr 与 i_Lm相等，此时变压器原边电流 i_p减小到零，整流管 DR1 和 DR4 的电流也相应减小到零，因此它们为零电流关断，不存在反向恢复问题。负载由输出电容供电。在该时段内，L_r与L_m串联与 C_r 谐振工作，由于 L_m较大，i_Lr近似保持不变，C_r被恒流充电。

⑧在模态[t5,t6]时刻

​ t5 时刻，关断 Q4，此时谐振电感电流 i_L 给 C4 充电，同时给 C2放电，此时有一部分电流流向如绿线所示，由于C2放电，那么只能从C1抽电荷，并且励磁电流会补充C1的电荷。由于这段时间很短，可近似认为i_Lr 和 i_Lm均保持不变，负载依然由输出电容供电。

⑨在模态[t6,t7]时刻

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​ 在Q2没有开通之前，此时C4已经被充到Vin，D2导通，V_AB=-Vin,在t6时刻就会传递能量，励磁电流近似保持不变，此时打开Q2，Q2是零电压开通。在t6~t7这段时间，就是正常的LLC原边方向工作的时候，这边不在赘述。

⑩在模态[t7,t8]时刻

​ 在t7时刻，Q3关闭，谐振电流给C3充电，给C1放电。DR2和DR3仍然导通。

⑪在模态[t8,t9]时刻

​ 在t8时刻，Va的电压充到Vin，此时D1导通，那么AB的压差就为0，这时可以零电压开通 Q1，虽然V_AB=0,但是由于谐振电容C_r的存在，不会立刻让变压器两端电压为0，此时仍然继续传递能量给副边，谐振电流依旧在减少。在这个时候，管子导通就流过管子（MOS管），没有导通就走体二极管。之后就回到了模态①的时候。

四、参考文献

《全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略》--李 菊