1.3全桥与LLC拓扑

这一节我们要介绍给各位的是

全桥和 LLC

那么全桥拓扑呢

它适用于一些功率比较大的场合

比如说是 400W 到 1kW 以上的一个

输出一个等级

那么我们可以看到它的一个电路图里面呢

它相对于我们之前谈到的这几种拓扑

它是最复杂

那么在原边它是有四个管的

那么副边呢

也是有两个整流管

以及中间的一个变压器

和输出的一个滤波电感和电容

对于全桥的一个工作的一个拓扑呢

就是说我们可以看到

我们的 Q1 跟 Q3

Q2 跟 Q4

它实际上是对管

那么就是说 Q1、Q3

它是处于一个同时开关的状态

那么 Q2、Q4 呢

也属于同时导通同时关断的一个状态

那么我们可以先看到这个

Q1 跟 Q3 它同时导通的时候

那么对于我们右边这个图里面

就是说属于 Q1、Q3 导通的时候呢

我们这个时候呢

刚好是输入的电压

就会通过我们的 Q1 跟 Q3

加在我们的原边绕组 Np 上

那么这个正向电压呢

加到 Np 上之后呢

就会在副边 Ns1 上

就会在副边 Ns1 上

产生一个正向电压

那么这个正向电压呢

会迫使 D1 导通

那么 D2 截止

那么这个电压呢

这个时候呢

就加到我们的 L1 跟 Co 上

那么 Co 呢

这个时候就处于一个

正向的一个充电的一个过程

那么这跟我们的 Buck 就比较类似了

那么当 Q1 跟 Q3 关断之后

这个时候 Q2 跟 Q4 还没有导通时候

我们在这个时候呢

L1 上依然是有正向电流

它必然要寻找一个续流的一个回路

那么这时候我们

跟我们之前讨论的比较类似

就是说 L1 上的电流要保持一个

左正右负的一个电流

那么这时候电流呢

会流过输出端

然后经过我们的地端

然后流过 Ns1 跟 Ns2

那么这时候呢

就会重新经过两个副边绕组

然后流回到我们的 L1 的左端

来形成一个续流的一个回路

那么一旦 Q2 跟 Q4 同时导通了之后呢

我们加在 Np 上的一个电压

它实际上就是我们的一个

负向的一个输入电压

那么这个负向输入电压呢

经过我们那个

变成了一个同名端折射之后呢

会在 Ns2 上产生一个正向电压

那么这个时候呢

这个电压呢

会迫使呢我们的 D1 关断

那么 D2 导通

那么在这个时候呢

我们是依然是可以在 L1 上的左边

看到正向电压那么

同样的话，我们在 L1 跟 Co 上

也是会有正向电压的一个压降

那么同样呢

跟我们之前的状态比较类似

就是说 L1 跟 Co 上

就是说 L1 跟 Co 上

它依然是处于一个

正向的一个充电的一个过程

那么当 Q2 跟 Q4 这边又导通的时候呢

那么这时候呢

副边依然是处于续流状态

那么我们副边需要的时候

也就是依然是有电流流经我们的 L1

由左边向右边流

处于正向电流的一个状态

那么这个正向电流呢

依然会通过我们的输出

依然会通过我们的输出

然后流经地

然后再经过 Ns1 跟 Ns2

然后形成一个续流回路

那么这跟我们之前的四个管子

都不导通的时候

这个续流状态实际上是一致的

那么对于 LLC 谐振电路来说

它也只有 S1 跟 S2 两个管子来导通

那么 S1 跟 S2

会分别在我们整个开关周期的

前半个周期跟后半个周期导通

那么当 S1 在前半个周期导通的时候呢

我们这个时候呢

就可以看到

有一个输入电压直接接到我们的 Cr

那么对于 LLC 谐振电路来说

它只有两个主开关管

也就是 S1 跟 S2

我们可以看到它右边这个电路图

那么当 S1 导通的时候呢

我们的整个的输入电压

实际上会加到我们的 Cr Lr Lm

整个谐振网络上

那么同样呢我们在这个时候呢

会在原边的绕组上产生一个正向电压

那么这个正向电压呢

那么这个正向电压呢

会根据我们的同名端

会迫使的 D1 导通

那么 D1 导通之后呢

实际上我们的输出电容 Co

实际上就已经接入到

我们整个的一个谐振网络上

那么我们可以看到就是说

整个的谐振网络会通过输入电压

经过 Cr、Lr

然后经过 Lm

然后再跟我们的 Co

形成一个整个的谐振网络

来形成进行一个谐振

我们可以看到这个红色这条电流

实际上就是我们的原边的一个

谐振的一个电流

那么 VA 这点

那么 VA 这点

实际上就是我们 S1 跟 S2 中间的这个节点

那么这个时候

刚好对应于我们的输入电压

那么 iD 呢

实际上就是我们流过

输出电容的一个谐振电流

那么这个时候当 S1 关断了之后

S1 关断了之后呢

就是我们这个之前的谐振网络

它实际上是被阻断了

那么这个时候呢

S2 就会导通

S2 导通的时候呢

这个时候就是说

我们会由我们 Cr 上的一个

储存的一个能量

这个电压呢

会加一个负向电压

加到我们的那个原边绕组上

那么我们这时候呢

这个副边电压

折射到副边来说呢

就会迫使我们的 D1 呢

处于截止状态

那么 D2 处于导通状态

那么这个时候呢

同样呢

会把我们的 Co

接到我们整个的一个谐振网络上

那么这时候所不同的是

我们整个谐振网络

是只有 Cr、Lr、Lm

跟 Co 来形成一个谐振网络

我们可以从它的一个工作波形来看呢

就是我们 S1 跟 S2

它的导通的时候

都是处于一个 ZVS 的一个状态

那么对于副边的 D1 跟 D2 来说

它们都是属于一个零电流的一个

开通跟关断的一个过程

这一节我们要介绍给各位的是

全桥和 LLC

那么全桥拓扑呢

它适用于一些功率比较大的场合

比如说是 400W 到 1kW 以上的一个

输出一个等级

那么我们可以看到它的一个电路图里面呢

它相对于我们之前谈到的这几种拓扑

它是最复杂

那么在原边它是有四个管的

那么副边呢

也是有两个整流管

以及中间的一个变压器

和输出的一个滤波电感和电容

对于全桥的一个工作的一个拓扑呢

就是说我们可以看到

我们的 Q1 跟 Q3

Q2 跟 Q4

它实际上是对管

那么就是说 Q1、Q3

它是处于一个同时开关的状态

那么 Q2、Q4 呢

也属于同时导通同时关断的一个状态

那么我们可以先看到这个

Q1 跟 Q3 它同时导通的时候

那么对于我们右边这个图里面

就是说属于 Q1、Q3 导通的时候呢

我们这个时候呢

刚好是输入的电压

就会通过我们的 Q1 跟 Q3

加在我们的原边绕组 Np 上

那么这个正向电压呢

加到 Np 上之后呢

就会在副边 Ns1 上

就会在副边 Ns1 上

产生一个正向电压

那么这个正向电压呢

会迫使 D1 导通

那么 D2 截止

那么这个电压呢

这个时候呢

就加到我们的 L1 跟 Co 上

那么 Co 呢

这个时候就处于一个

正向的一个充电的一个过程

那么这跟我们的 Buck 就比较类似了

那么当 Q1 跟 Q3 关断之后

这个时候 Q2 跟 Q4 还没有导通时候

我们在这个时候呢

L1 上依然是有正向电流

它必然要寻找一个续流的一个回路

那么这时候我们

跟我们之前讨论的比较类似

就是说 L1 上的电流要保持一个

左正右负的一个电流

那么这时候电流呢

会流过输出端

然后经过我们的地端

然后流过 Ns1 跟 Ns2

那么这时候呢

就会重新经过两个副边绕组

然后流回到我们的 L1 的左端

来形成一个续流的一个回路

那么一旦 Q2 跟 Q4 同时导通了之后呢

我们加在 Np 上的一个电压

它实际上就是我们的一个

负向的一个输入电压

那么这个负向输入电压呢

经过我们那个

变成了一个同名端折射之后呢

会在 Ns2 上产生一个正向电压

那么这个时候呢

这个电压呢

会迫使呢我们的 D1 关断

那么 D2 导通

那么在这个时候呢

我们是依然是可以在 L1 上的左边

看到正向电压那么

同样的话，我们在 L1 跟 Co 上

也是会有正向电压的一个压降

那么同样呢

跟我们之前的状态比较类似

就是说 L1 跟 Co 上

就是说 L1 跟 Co 上

它依然是处于一个

正向的一个充电的一个过程

那么当 Q2 跟 Q4 这边又导通的时候呢

那么这时候呢

副边依然是处于续流状态

那么我们副边需要的时候

也就是依然是有电流流经我们的 L1

由左边向右边流

处于正向电流的一个状态

那么这个正向电流呢

依然会通过我们的输出

依然会通过我们的输出

然后流经地

然后再经过 Ns1 跟 Ns2

然后形成一个续流回路

那么这跟我们之前的四个管子

都不导通的时候

这个续流状态实际上是一致的

那么对于 LLC 谐振电路来说

它也只有 S1 跟 S2 两个管子来导通

那么 S1 跟 S2

会分别在我们整个开关周期的

前半个周期跟后半个周期导通

那么当 S1 在前半个周期导通的时候呢

我们这个时候呢

就可以看到

有一个输入电压直接接到我们的 Cr

那么对于 LLC 谐振电路来说

它只有两个主开关管

也就是 S1 跟 S2

我们可以看到它右边这个电路图

那么当 S1 导通的时候呢

我们的整个的输入电压

实际上会加到我们的 Cr Lr Lm

整个谐振网络上

那么同样呢我们在这个时候呢

会在原边的绕组上产生一个正向电压

那么这个正向电压呢

那么这个正向电压呢

会根据我们的同名端

会迫使的 D1 导通

那么 D1 导通之后呢

实际上我们的输出电容 Co

实际上就已经接入到

我们整个的一个谐振网络上

那么我们可以看到就是说

整个的谐振网络会通过输入电压

经过 Cr、Lr

然后经过 Lm

然后再跟我们的 Co

形成一个整个的谐振网络

来形成进行一个谐振

我们可以看到这个红色这条电流

实际上就是我们的原边的一个

谐振的一个电流

那么 VA 这点

那么 VA 这点

实际上就是我们 S1 跟 S2 中间的这个节点

那么这个时候

刚好对应于我们的输入电压

那么 iD 呢

实际上就是我们流过

输出电容的一个谐振电流

那么这个时候当 S1 关断了之后

S1 关断了之后呢

就是我们这个之前的谐振网络

它实际上是被阻断了

那么这个时候呢

S2 就会导通

S2 导通的时候呢

这个时候就是说

我们会由我们 Cr 上的一个

储存的一个能量

这个电压呢

会加一个负向电压

加到我们的那个原边绕组上

那么我们这时候呢

这个副边电压

折射到副边来说呢

就会迫使我们的 D1 呢

处于截止状态

那么 D2 处于导通状态

那么这个时候呢

同样呢

会把我们的 Co

接到我们整个的一个谐振网络上

那么这时候所不同的是

我们整个谐振网络

是只有 Cr、Lr、Lm

跟 Co 来形成一个谐振网络

我们可以从它的一个工作波形来看呢

就是我们 S1 跟 S2

它的导通的时候

都是处于一个 ZVS 的一个状态

那么对于副边的 D1 跟 D2 来说

它们都是属于一个零电流的一个

开通跟关断的一个过程