LLC 諧振轉(zhuǎn)換器在輕載條件下增益失真的考慮事項(xiàng)

在圖3中，每條曲線上，用符號(hào)‘+’表示的最高值被稱(chēng)為“峰值增益”，其位于兩個(gè)諧振頻率ωp和ωr之間。隨著輸出負(fù)載越來(lái)越大，峰值增益的值逐漸減小，其位置向更高頻率移動(dòng)。同時(shí)，用符號(hào)‘×’標(biāo)注的ωr處的諧振增益卻是固定的，并不隨輸出負(fù)載的變化而變化。從增益曲線可看出，在ZVS區(qū)域，當(dāng)加載在諧振網(wǎng)絡(luò)上的工作頻率增加時(shí)，增益減小，輸出電壓降低。

LLC諧振轉(zhuǎn)換器的實(shí)際電壓轉(zhuǎn)換比
圖4所示為一個(gè)具有雜散電容的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的實(shí)際電路。雜散電容通常由變壓器繞組結(jié)構(gòu)和次級(jí)端整流器的輸出電容決定。一般來(lái)說(shuō)，在輸出端存在部分負(fù)載時(shí)，這些參數(shù)不影響增益曲線，然而，隨著負(fù)載阻抗Rac的增大，其對(duì)增益失真的影響會(huì)變得越來(lái)越顯著，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器的工作異常。

圖4 帶雜散電容的實(shí)際LLC諧振轉(zhuǎn)換器

考慮到雜散電容，尤其是高頻變壓器初級(jí)端繞組上分布的雜散電容，L-L-C阻抗的分壓公式可表示如下：
(3)
轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比也可利用基波近似原理計(jì)算得到。
(4)
這里，,,,,，而Rac和Vd可分別表示為和Vin/2。

式4中可觀察到3個(gè)諧振頻率。其中兩個(gè)諧振頻率與理想電壓轉(zhuǎn)換比情況中的相同；ωp和ωr分別由{(Lm+Lr)Cr}和{LrCr}決定。第三個(gè)是ωs，其由諧振電感和雜散電容(Lr+Cs)形成。圖5所示為利用該式得到的負(fù)載條件分別為20%、10%及空載時(shí)的電壓轉(zhuǎn)換比。從圖5可看出，當(dāng)工作頻率增加時(shí)，電壓增益減小，但在工作頻率超過(guò)因Lr和Cr發(fā)生的諧振頻率之后，增益開(kāi)始緩慢增加。隨著輸出負(fù)載減小，增益增加速度越來(lái)越快。若沒(méi)有考慮到這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)換器將無(wú)法控制輸出電壓。