對稱半橋LLC電路原理講解

對稱半橋LLC電路

電路原理

從電路拓撲上看，半橋電路和全橋電路并沒有本質上的區(qū)別。都是兩對橋臂輪流開通和關斷，完成能量由變壓器原邊向副邊的傳遞。兩個上下位置的開關管都需要保持一定的死區(qū)以確保不會直通。

從電路結構上看，用作橋臂的兩個電容既可以用電解電容，也可以用金膜電容。

1 使用電解電容時需要考慮電解電容的分壓問題、安規(guī)對于串聯(lián)電解電容的要求、以及防止不對稱造成的偏磁問題。

分壓問題需要在兩個電解電容兩端各并聯(lián)一個電阻，選擇阻值和功率時需要注意降額。一般選擇幾百K/3W的電阻。

安規(guī)要求電解電容失效（短路）后不能造成其它電解電容嚴重漏液或爆炸起火。因此目前的做是在電解電容兩端各并聯(lián)一個壓敏電阻。

為了防止橋式電路在工作中由于兩邊開通時間的不對稱造成的偏磁，這里也需要加一個隔直的金膜電容，金膜電容的容量需要根據(jù)原邊工作電流的大小來確定。

2 使用金膜電容做橋臂：使用金膜電容做橋臂相對電解電容有幾個好處：

a：可以不用考慮兩個橋臂電容的分壓問題。因為金膜電容電壓可以做的比較高，一般對母線電壓為400多伏的情況，使用兩個630V的金膜電容串聯(lián)，其電壓降額余量相當大。

b：不用考慮安規(guī)的問題。金膜電容即使損壞，也沒有電解電容漏液和爆炸的問題。

c：使用金膜電容還有一個好處是可以節(jié)省一個隔直電容。由于容量一般比較小，當兩對橋臂開通時間出現(xiàn)不平衡時，橋臂上金膜電容的電壓可以及時自動進行調整，防止變壓器飽和。

3 金膜電容做橋臂與電解電容相比，電容中點電壓變化要大一些，設計變壓器匝比時要把電壓波動的影響考慮進去。不過由于一般工作頻率都比較高，電壓波動的影響并不大。同時前級需要一個高壓的濾波電容。從工作效率看，電解電容做橋臂的效率要稍高0.1個百分點。這可能是由于金膜電容做橋臂電容前面的高壓電解電容損耗大引起的。

4 電路的工作過程大致如下：

a Q102開通，Q103關斷，此時變壓器兩端所加的電壓為母線電壓的一半，同時能量由原邊向副邊傳遞。

b Q102關斷，Q103關斷，此時變壓器副邊兩個繞組由于整流二極管兩個管子同時續(xù)流而處于短路狀態(tài)，原邊繞組也相當于短路狀態(tài)。

c Q102關斷，Q103開通。此時變壓器兩端所加的電壓也基本上是母線電壓的一半，同時能量由原邊向副邊傳遞。副邊兩個二極管完成換流。

以下工作過程與上面完全一致。

5 與雙正激電路相比,主要的優(yōu)點有:

a 在功率管開關頻率相同的情況下,輸出濾波電感上的頻率提高了一倍,從而減小了濾波電感的體積。

b 一般工作狀態(tài)下，由于存在一個橋臂兩管都截止的狀態(tài)，因此當MOS管關斷時，其DS電壓將先上升到二分之一母排電壓處，然后等另外一個管子開通時才繼續(xù)上升到母排電壓。因此穩(wěn)態(tài)下MOS管電壓尖峰相對雙正激來說很小，因此MOS管不需要加吸收電路，同時對變壓器的漏感要求也不是非常嚴格。