基于LLC隔离的光伏并网逆变器设计方案

　　由于增加了一个谐振电感，LLC谐振电路具有两个谐振频率，一个是谐振电感Lr 和谐振电容Cr 的谐振频率fr ，另一个是Lm 加上Lr 与Cr 的谐振频率fm 。计算公式如下：

　　在串联谐振电路中，工作频率fs 高于fr 时才能保证开关管工作在ZVS状态，而在LLC电路中，只要保证fs 高于fm 就能实现开关管的ZVS.下面对它的工作过程进行简单分析。

　　LLC电路根据开关频率范围可以分为四种模式，本文只讨论fr》fs》fm 模式下的工作原理，一个开关周期内整个工作过程如下所述，工作波形如图3所示，PS1 ，PS2 分别为Q1 ，Q2 的驱动脉冲波形：

　　［ t0 - t1 ］阶段：t0 时刻谐振电流为负，Q1 体二极管导通，Q1 两端电压钳位在0，此时让Q1 导通为零电压导通。能量从电源正极流向C1 ，C2 中点，Lr ，Cr 谐振，谐振电流ILr经过开关管Q1 并以正弦形式逐渐上升，流过变压器原边的电流IT1为谐振电流ILr与励磁电流ILm之差，变压器原边电压极性上正下负，副边极性也为上正下负，因此D1 、D4 自然导通，变压器原边电压被钳位在nVo（n 为变压器变比），励磁电流线性上升。

　　经过半个周期谐165现代电子技术2013年第36卷振时Q1 仍处于导通状态。半个周期之后谐振电流开始减小，励磁电流继续线性上升，t1 时刻谐振电流与励磁电流相等。

　　［ t1 - t2 ］阶段：t1 时刻谐振电流ILr等于励磁电流ILm，变压器原边电压为0，副边电压也为0，副边整流二极管全部截止，原边不再向副边提供能量，励磁电感Lm开始参与谐振。由于Lm 要比Lr 大很多，LLC谐振周期明显变长，所以谐振电流基本不变。t2 时刻Q1 关断。

　　［ t2 - t3 ］阶段：t2 时刻Q1 关断，此时Q2 也处于关断状态，电路进入死区时间。谐振电流ILr对Q2 的结电容放电，当它的电压降到0时，体二极管导通，变压器原边绕组极性变为上负下正，副边整流二极管D2 、D3 自然导通，励磁电感Lm 电压被输出电压钳位，不再参与谐振。谐振电流开始以2π LrCr 为周期程正弦规律减小，励磁电流线性减小。t3 时刻Q2 零电压开通。

　　［ t3 - t4 ］阶段：t3 时刻Q2 零电压开通，与第一阶段类似，Lr 、Cr 谐振，谐振电流以正弦形式减小，励磁电流线性减小。t4 时刻谐振电流等于励磁电流。

　　［ t4 - t5 ］阶段：t4 时刻开始变压器原边电压为0，副边整流二极管全部截止，原边不再向副边提供能量，励磁电感不再被输出电压钳位，开始参与谐振。LLC谐振电流基本不变。

　　［ t5 - t6 ］阶段：与［ t2 - t3 ］阶段类似，电路进入死区时间，Q1 、Q2 全部关断，谐振电流ILr对Q1 的结电容充电，当它的电压等于电源电压时，体二极管导通，变压器原边绕组极性上正下负，副边整流二极管D1 、D4 自然导通，励磁电感Lm 电压被输出电压钳位，不再参与谐振。

　　谐振电流开始以2π LrCr 为周期程正弦规律增大，励磁电流线性增大。t6 时刻Q1 零电压开通，开始进入下一个周期。

　　在［ t1 - t2 ］阶段和［ t4 - t5 ］阶段，假设谐振电流不变，设为Im ，则输出电压Uo 可表示为：

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