LLC谐振变换器与不对称半桥变换器的对比
来源： 作者： 发布时间：2015-02-28 10:05:52 浏览量：摘 要 ： 介 绍 了LLC谐 振 变 换 器 和 不 对 称 半 桥 变 换 器 两 种 不 同 类 型 的 软 开 关 拓 扑 。 分 析 了 它 们 的 工 作 原 理 ， 分 别 对 它 们 的 控 制 方 法 ， 副 边 整 流 管 的 电 压 应 力 和 副 边 的 开 通 等 进 行 了 比 较 ， 分 析 结 果 表 明 ，LLC谐 振 变 换 器 更 适 合 高 频 化 和 高 效 率 的 要 求 。
关 键 词 ：LLC谐 振 变 换 器 ； 不 对 称 半 桥 变 换 器 ； 电 压 应 力
0 引言
随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛绕线贴片电感的发展和应用，已研究出了不少高效率的电路拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复时间越来越小了，这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果设计得当，能实现软开关变换，从而使得开关电源具有较高的效率。
1 两种变换器的工作原理
1.1 不对称半桥变换器
图1和图2分别给出了传统的不对称半桥变换器的电路图和工作波形。图1中包括两个互补控制的功率MOSFET（S1和S2），其中S1的占空比为D，S2的占空比为（1－D）；隔直电容Cb，其上电压作为S2开通时的电源；中心抽头变压器Tr，其原边匝数为Np，副边匝数分别为Ns1和Ns2；半桥全波整流二级管D1和D2；输出滤波电感Ld，电容Cf。
图1 不对称半桥变换器
图2 不对称半桥变电感器生产厂家换器的工作原理
不对称半桥（AHB）变换器的稳态工作原理如下。
1）当S1导通S2关断时，变压器原边承受正向电压，副边Ns1工作；二极管D1导通，二极管D2截止；
2）当S2导通S1关断时，隔直电容Cb上的电压加在变压器的原边，副边Ns2工作，二极管D1截止。
图2中n1=Np/Ns1，n2=Np/Ns2，且n1=n差模电感器2=n。通过对电路的分析，可以得到传统不对称半桥变换器占空比D的计算公式
D=
（1）
1.2 LLC谐振变换器
图3和图4分别给出了LLC谐振变换器的电路图和工作波形。图3中包括两个功率MOSFET（S1和S2），其占空比都为0.5；谐振电容Cs，副边匝数相等的中心抽头变压器Tr，Tr的漏感Ls，激磁电感Lm，Lm在某个时间段也是一个谐振电感，因此，在LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成，即谐振电容Cs，电感Ls和激磁电感Lm；半桥全波整流二极管D1和D2，输出电容Cf。
图 3
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