基于LLC隔離的光伏并網逆變器設計方案

　　由于增加了一個諧振電感，LLC諧振電路具有兩個諧振頻率，一個是諧振電感Lr 和諧振電容Cr 的諧振頻率fr ，另一個是Lm 加上Lr 與Cr 的諧振頻率fm 。計算公式如下：

　　在串聯諧振電路中，工作頻率fs 高于fr 時才能保證開關管工作在ZVS狀態，而在LLC電路中，只要保證fs 高于fm 就能實現開關管的ZVS.下面對它的工作過程進行簡單分析。

　　LLC電路根據開關頻率范圍可以分為四種模式，本文只討論fr》fs》fm 模式下的工作原理，一個開關周期內整個工作過程如下所述，工作波形如圖3所示，PS1 ，PS2 分別為Q1 ，Q2 的驅動脈沖波形：

　　［ t0 - t1 ］階段：t0 時刻諧振電流為負，Q1 體二極管導通，Q1 兩端電壓鉗位在0，此時讓Q1 導通為零電壓導通。能量從電源正極流向C1 ，C2 中點，Lr ，Cr 諧振，諧振電流ILr經過開關管Q1 并以正弦形式逐漸上升，流過變壓器原邊的電流IT1為諧振電流ILr與勵磁電流ILm之差，變壓器原邊電壓極性上正下負，副邊極性也為上正下負，因此D1 、D4 自然導通，變壓器原邊電壓被鉗位在nVo（n 為變壓器變比），勵磁電流線性上升。

　　經過半個周期諧165現代電子技術2013年第36卷振時Q1 仍處于導通狀態。半個周期之后諧振電流開始減小，勵磁電流繼續線性上升，t1 時刻諧振電流與勵磁電流相等。

　　［ t1 - t2 ］階段：t1 時刻諧振電流ILr等于勵磁電流ILm，變壓器原邊電壓為0，副邊電壓也為0，副邊整流二極管全部截止，原邊不再向副邊提供能量，勵磁電感Lm開始參與諧振。由于Lm 要比Lr 大很多，LLC諧振周期明顯變長，所以諧振電流基本不變。t2 時刻Q1 關斷。

　　［ t2 - t3 ］階段：t2 時刻Q1 關斷，此時Q2 也處于關斷狀態，電路進入死區時間。諧振電流ILr對Q2 的結電容放電，當它的電壓降到0時，體二極管導通，變壓器原邊繞組極性變為上負下正，副邊整流二極管D2 、D3 自然導通，勵磁電感Lm 電壓被輸出電壓鉗位，不再參與諧振。諧振電流開始以2π LrCr 為周期程正弦規律減小，勵磁電流線性減小。t3 時刻Q2 零電壓開通。

　　［ t3 - t4 ］階段：t3 時刻Q2 零電壓開通，與第一階段類似，Lr 、Cr 諧振，諧振電流以正弦形式減小，勵磁電流線性減小。t4 時刻諧振電流等于勵磁電流。

　　［ t4 - t5 ］階段：t4 時刻開始變壓器原邊電壓為0，副邊整流二極管全部截止，原邊不再向副邊提供能量，勵磁電感不再被輸出電壓鉗位，開始參與諧振。LLC諧振電流基本不變。

　　［ t5 - t6 ］階段：與［ t2 - t3 ］階段類似，電路進入死區時間，Q1 、Q2 全部關斷，諧振電流ILr對Q1 的結電容充電，當它的電壓等于電源電壓時，體二極管導通，變壓器原邊繞組極性上正下負，副邊整流二極管D1 、D4 自然導通，勵磁電感Lm 電壓被輸出電壓鉗位，不再參與諧振。

　　諧振電流開始以2π LrCr 為周期程正弦規律增大，勵磁電流線性增大。t6 時刻Q1 零電壓開通，開始進入下一個周期。

　　在［ t1 - t2 ］階段和［ t4 - t5 ］階段，假設諧振電流不變，設為Im ，則輸出電壓Uo 可表示為：

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