全橋LLC電路的工作原理

圖2 簡化拓撲

以半周期工作過程為例分析全橋LLC電路基本工作原理（fs）：<>

圖3 全橋LLC工作原理圖

t0~t1時刻：假定在t0時刻開關管Q2和Q4關斷，Q1和Q3導通，由于此時電流方向仍為負向，因此諧振電流在Q1和Q3的體內二極管流通，諧振電感L1和諧振電容C1參與諧振，諧振電流正弦化變化。由于此時段內諧振電感電流和勵磁電感電流的差值（ILr－ILm）為正，所以二極管D1導通。

t1~t2時刻：t1時刻，諧振電感電流為零，Q1和Q3實現體內二極管向MOSFET的自然換流，由于此時段內諧振電感電流和勵磁電感電流的差值（ILr－ILm）仍然為正，所以二極管D1繼續導通。

T2~t3時刻：t3時刻諧振電感電流和勵磁電感電流相等，此時輸出電流為零，二極管D1和D2均截止，原副邊脫離，原邊勵磁電感參與諧振，形成了諧振電感，勵磁電感和諧振電容的串連諧振。

t3時刻以后開始另外半周期的工作過程，與上述半周期工作過程完全一致，不再另做分析。以上是典型的LLC工作原理，為了獲得較高的效率和較好的EMC指標，通常將模塊默認工作狀態設定在LLC諧振區域，即如下圖所示的區域2（region 2）。

圖7 LLC諧振變換器工作區間圖

區域1是SRC區域，模塊通常在48V以下輸出時工作在這一區域，在這一工作區域中，諧振電路同樣可以達到ZVS開通，只是隨著工作電壓的降低，關斷電流越來越大，關斷損耗也隨著增大。

區域3是ZCS區域，通常發生在過載或短路瞬間，因為在這一區域中，一個工作電壓對應于兩個頻率點，環路存在不單調性，因此是設計時需要盡量規避的區域。

雖然采用全橋電路，但LLC諧振參數的設計與半橋電路并無本質區別，均遵循效率指標，負載要求，外特性曲線和環路的單調性等一些原則，并結合磁性器件的設計來尋求最優化的參數。