对称半桥LLC电路原理讲解

对称半桥LLC电路

电路原理

从电路拓扑上看，半桥电路和全桥电路并没有本质上的区别。都是两对桥臂轮流开通和关断，完成能量由变压器原边向副边的传递。两个上下位置的开关管都需要保持一定的死区以确保不会直通。

从电路结构上看，用作桥臂的两个电容既可以用电解电容，也可以用金膜电容。

1 使用电解电容时需要考虑电解电容的分压问题、安规对于串联电解电容的要求、以及防止不对称造成的偏磁问题。

分压问题需要在两个电解电容两端各并联一个电阻，选择阻值和功率时需要注意降额。一般选择几百K/3W的电阻。

安规要求电解电容失效（短路）后不能造成其它电解电容严重漏液或爆炸起火。因此目前的做是在电解电容两端各并联一个压敏电阻。

为了防止桥式电路在工作中由于两边开通时间的不对称造成的偏磁，这里也需要加一个隔直的金膜电容，金膜电容的容量需要根据原边工作电流的大小来确定。

2 使用金膜电容做桥臂：使用金膜电容做桥臂相对电解电容有几个好处：

a：可以不用考虑两个桥臂电容的分压问题。因为金膜电容电压可以做的比较高，一般对母线电压为400多伏的情况，使用两个630V的金膜电容串联，其电压降额余量相当大。

b：不用考虑安规的问题。金膜电容即使损坏，也没有电解电容漏液和爆炸的问题。

c：使用金膜电容还有一个好处是可以节省一个隔直电容。由于容量一般比较小，当两对桥臂开通时间出现不平衡时，桥臂上金膜电容的电压可以及时自动进行调整，防止变压器饱和。

3 金膜电容做桥臂与电解电容相比，电容中点电压变化要大一些，设计变压器匝比时要把电压波动的影响考虑进去。不过由于一般工作频率都比较高，电压波动的影响并不大。同时前级需要一个高压的滤波电容。从工作效率看，电解电容做桥臂的效率要稍高0.1个百分点。这可能是由于金膜电容做桥臂电容前面的高压电解电容损耗大引起的。

4 电路的工作过程大致如下：

a Q102开通，Q103关断，此时变压器两端所加的电压为母线电压的一半，同时能量由原边向副边传递。

b Q102关断，Q103关断，此时变压器副边两个绕组由于整流二极管两个管子同时续流而处于短路状态，原边绕组也相当于短路状态。

c Q102关断，Q103开通。此时变压器两端所加的电压也基本上是母线电压的一半，同时能量由原边向副边传递。副边两个二极管完成换流。

以下工作过程与上面完全一致。

5 与双正激电路相比,主要的优点有:

a 在功率管开关频率相同的情况下,输出滤波电感上的频率提高了一倍,从而减小了滤波电感的体积。

b 一般工作状态下，由于存在一个桥臂两管都截止的状态，因此当MOS管关断时，其DS电压将先上升到二分之一母排电压处，然后等另外一个管子开通时才继续上升到母排电压。因此稳态下MOS管电压尖峰相对双正激来说很小，因此MOS管不需要加吸收电路，同时对变压器的漏感要求也不是非常严格。