如何在谐振 LLC 半桥中实施同步整流器

《仪器仪表与分析监测》2018年第1期一种LLC谐振变换器同步整流自驱动电路Self-Driving Circuit for Synchronous RectificationUsed in LLC Resonant Converters张颗(北京交通大学，北京100044)[摘要]分析了LLC谐振变换器的工作原理，根据电路原理对同步整流驱动电路的要求，设 计了一种同步整流管自驱动电路。

通过检测同步整流管漏躁极的电压实现其开通和关断，威 少了体二极管的导通时间，降低了控制系统的复杂性；同时通过互销，避免了同步整流管同时导通&最后搽建了一个220V~320V输入，48V/50A输出的实验样机用来验证驱动电路的正确性。

[关键词]同步整流；LLC谐振；自驱动电路[中图分类号]TM461 [文献标识码]A引言随着电源系统小型化髙效化需求的日益增长，高功率密度和高效率成为了电源的研究热点^ LLC谐振变换器因具有良好的软开关和控制特性，在越来越多的场合得到应用。

它可以实现一次侧的主功率开关管的零电压开通（ZVS)和j次侧 的1极管的零电流（ZCS)关断。

因为同步整流管的导通压降远远低子极管，为了进一步提高电領:效傘=,可以将二次侧的二极管换成同.步整 流管，但是同步整流管的驱动信号决定了效率的提高程度。

因此，研究在高频率下同步整流管的驱动策略变得越来越重要3前有很多文献研究同步整流，WeiyiFe，等 [1]提出了一种通用的同步整流驱动策略，通过将检测到的同步整流着漏源极电压和一个基准电压比较，从而确定整流管体二极管的导通情况，采 用数字逻辑自动调节同步整流管的导通周期，减少体S极管的导通肘间，提高电源的效率:。

._：L iaug Hong等W提出了一种控制策略，当开关频率低于i皆振频率时，输出电压和一次侧谐振电感电流组合产生同步整流管驱动信号；在其他谐振模式，同步整流管的驱动信号和一次侧驱动信号一致。

半桥llc+同步整流
“半桥LLC+同步整流”是一种电源转换技术，其中LLC（谐振转换器）和同步整流是两个关键组成部分。

1.LLC：LLC是一种谐振转换器，它利用磁性元件和开关元件的谐振特性，实
现高效率的电能转换。

LLC转换器具有高效率、高功率密度和易于并联等优点，因此在许多电源应用中得到广泛应用。

2.同步整流：同步整流是一种整流技术，它使用MOSFET（金属氧化物半导
体场效应晶体管）代替传统的肖特基二极管进行整流。

由于MOSFET具有低导通电阻和高电子饱和迁移率，因此同步整流可以显著提高整流效率。

在“半桥LLC+同步整流”中，半桥LLC作为主电路，同步整流作为整流部分。

这种技术结合了LLC的高效率和同步整流的低损耗特性，可以实现更高的电源效率。

总结来说，“半桥LLC+同步整流”是一种高效、低损耗的电源转换技术，它结合了LLC谐振转换器和同步整流的优点，可以应用于许多需要高效率、高功率密度的电源应用中。

在半桥谐振转换器中提升次级端同步整流器功率效率的
控制方法分析
温室效应和日渐枯竭的地球资源使得功率电路设计中的节能要求变得越来越重要。

设计人员正在寻求效率更高、功耗更低的解决方案，以期减少不必要的能量损失。

利用谐振电感和谐振电容的LLC 谐振转换器，使用零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)可获得更加高效的解决方案。

虽然LLC谐振转换器具有更高的效率，采用不连续模式(DCM)或临界导通模式(BCM)工作的次级端MOSFET的电流可能引起功率损耗。

本文将讨论如何使用次级端同步整流器电路来降低功率损耗，探讨使用次级端电流使MOSFET同步导通和关断的控制方法，以及使用LLC初级端栅极信号来控制MOSFET的电压和导通时间的方法。

 I. 前言：半桥LLC转换器
 为了获得更高的功效，与200W到800W双管正激转换器相比，LLC谐振转换器的初级端MOSFET能够轻易达到零电压开关(ZVS)，以期节省能量，并且获得更高的效率。

此外，LLC谐振转换器使用独特的部件，能够省略次级端的储能电感，优于双管正激转换器的方案，并减小在印刷电路板上的占位面积。

由于LLC谐振转换器的特性，将会以临界导通模式(BCM)或不连续模式(DCM)处理次级端电流，电流峰值将会大于双管正激转换器的电流峰值。

下面将介绍几种使用不同的检测信号来控制MOSFET导通和关断的方法。

 II. 同步整流器控制方法的分析
 在LLC谐振转换器控制次级端整流器时，尤其是在关断的过程中，MOSFET 导通和关断的控制定时是非常重要的。

我们可以使用检测LLC谐振转换器初级端或次级端的电流或电压信号的方式，来确定MOSFET导通的区域。

图1为。

llc同步整流的工作原理LLC同步整流是一种常见的电力电子转换器拓扑结构，广泛应用于直流电源、变频器、UPS等领域。

它具有高效率、高可靠性、低失真等优点，被广泛应用于工业控制、电力系统等领域。

本文将介绍LLC同步整流的工作原理及其特点。

LLC同步整流器由LLC谐振转换器和输出整流器两部分组成。

LLC 谐振转换器由电容C、电感L和谐振电路组成，用于将输入电源电压变换为LLC谐振电路的谐振电压。

输出整流器由MOSFET等功率开关器件和输出电感组成，用于将LLC谐振电路输出的谐振电压整流为直流电压。

LLC同步整流的工作原理如下：首先，当输入电源施加在谐振电路上时，电容C开始充电，同时电感L开始储能。

当谐振电路的谐振电压达到谐振点时，谐振电容和电感之间的能量开始交换，形成谐振振荡。

此时，MOSFET开关器件打开，将谐振电路的能量传递给输出电感。

当MOSFET开关器件关闭时，输出电感的能量开始传递给输出负载。

由于LLC谐振电路具有谐振特性，能量传递过程中存在零电压开关，即谐振电路的电压为零。

这使得能量传递更加高效，减小了开关器件的开关损耗。

LLC同步整流器还采用了同步整流技术，即在输出整流器中使用功率开关器件，使其能够根据输出电流的极性进行开关控制。

这样可以避免传统整流器中普遍存在的反向恢复损耗。

同步整流技术能够提高整流效率，减小功率开关器件的开关损耗。

LLC同步整流器具有以下特点：1. 高效率：LLC同步整流器采用谐振电路和同步整流技术，能够提高能量传递效率，降低功率损耗，从而提高整流器的效率。

2. 高可靠性：LLC同步整流器采用MOSFET等功率开关器件，具有较高的可靠性和耐久性。

同时，谐振电路具有谐振特性，能够减小电压和电流的谐波含量，降低电力系统的失真。

3. 低失真：LLC同步整流器具有谐振特性，能够减小电压和电流的谐波含量，降低电力系统的失真。

这对于对电压和电流波形要求较高的应用场合尤为重要。

4. 宽工作范围：LLC同步整流器能够适应不同的输入电压和负载变化，具有较宽的工作范围。

Telecom Power Technology运营探讨变换器数控同步整流技术张路，曹彦哲，刘耿博（西安麦格米特电气有限公司，陕西西安谐振变换器的工作模态，在阐述工作流程之后，根据其中存在的问题提出了新控制算法，运用数字处理器捕获同步整流管体二极管的导通时间，控制调节同步整流管驱动信号，以此提升变换器效率。

变换器；数控同步整流；控制算法Analysis of LLC Converter NC Synchronous Rectifier TechnologyZHANG Lu，CAO Yanzhe，LIU GengboXi'an Megmeet Electrical Co.，Ltd.，Xi'anThe operating mode of LLC resonant converter is analyzedproposed a new control algorithm，the use of digital processor to the synchronous rectifier body diode lead control and adjust the synchronous rectifier drive signal，in order to improve the efficiency of the converter.CNC synchronous rectifier；control algorithm图1 半桥型LLC谐振变换器的电路图=f r，谐振变增益比1要大，电路工作在该区间。

若fs换器会处于准谐振，原边能做到零电压，副边电流出＞f r，变换器会处于过谐振的情况，现临界的断续。

若fs原边可达到零电压开通，但不能做到零电流关断，故此电路不会长时间在这个区间工作。

1.3 增益分析在本次设计中比较重要的是输出电压和输入电压的关联，要考虑到的是处理电路电压增益。

LLC＜f s＜f r，应当尽量让振变换器的工作模态多是fm，也就是在串联谐振点周边进行。

llc谐振半桥工作原理
LLC谐振半桥是一种常用的电力控制拓扑结构，用于将高频
谐振电路与半桥功率输出级联，以实现高效的电力转换。

下面是LLC谐振半桥的工作原理：
1. 谐振电路：LLC谐振电路由电容器、电感器和谐振电容组成。

电容器存储电能，电感器储存磁能，并协同工作以形成谐振环路。

在工作周期的正半周期，电容器被充电，储存电能；在负半周期，电容器会放电，电能通过电感器传输到负载。

2. 调制和控制：在LLC谐振半桥中，使用PWM（脉宽调制）技术对半桥开关进行调制和控制。

PWM控制器会生成一系列
脉冲信号，控制半桥中的开关管的导通和截止。

通过改变脉冲的占空比，可以调整输出电压和电流的大小。

3. 谐振和转换：在工作周期的正半周期，半桥输入端的直流电源通过开关管驱动变压器，产生高频交流输出信号。

这个过程产生的高频交流信号与谐振电路的谐振频率匹配，从而实现谐振和转换。

4. 输出：通过变压器将高频交流信号转换为所需的电压和电流，并输出给负载。

通过PWM调制控制，可以实现对输出电压和
电流的精确控制和调节。

总结：LLC谐振半桥工作原理是利用谐振电路和半桥拓扑结
构相互协作，实现高效的电力转换。

谐振电路存储电能和磁能，
而半桥拓扑结构完成功率输出。

通过PWM调制控制，可以精确控制输出电压和电流的大小。

基于llc的48v输出同步整流电路设计模块基于LLC的48V输出同步整流电路设计模块1. 引言随着能源转型和新能源技术的快速发展，直流电源系统在各个领域得到了广泛应用。

而48V输出同步整流电路设计模块作为一种高效、稳定的直流电源解决方案，被越来越多的人关注和采用。

本文旨在探讨基于LLC谐振拓扑的48V输出同步整流电路设计模块，在深度和广度上给读者全面的了解。

2. 基本原理2.1 LLC谐振拓扑LLC谐振拓扑是一种采用谐振电感、谐振电容和高频变压器的拓扑结构，常用于高功率电源或变频器的设计。

其具有高效率、低热损耗和低谐波输出等特点，适用于48V输出同步整流电路设计模块。

2.2 同步整流技术同步整流技术是指在开关电源中使用MOSFET等器件代替传统的二极管整流，以降低开关损耗和提高转换效率。

结合LLC谐振拓扑，可以实现高效率、低功耗的48V输出同步整流电路设计模块。

3. 设计要点3.1 选取合适的器件在48V输出同步整流电路设计模块中，器件的选择至关重要。

应选择高效率、低开关损耗的MOSFET和谐振电感，以提高转换效率和降低功耗。

3.2 控制策略采用合适的控制策略对LLC谐振拓扑进行控制，保证其在工作频率范围内保持稳定。

常见的控制策略有频率调谐、幅度调制和复合控制等，根据具体需求进行选择。

3.3 输出滤波设计为了减小输出纹波，应设计适当的输出滤波电路。

常用的滤波元件包括电容和电感，可以有效降低纹波幅度，提高输出质量。

4. 总结回顾基于LLC谐振拓扑的48V输出同步整流电路设计模块，通过合理选择器件、控制策略和输出滤波设计等，可以实现高效率、低功耗的直流电源转换。

它具有提高能源利用率、减少能源浪费的优点，适用于电力系统、工业控制、通信设备等领域。

个人观点和理解：从我个人的角度来看，基于LLC的48V输出同步整流电路设计模块是一种十分有前景和应用价值的技术。

其高效率、低能耗的特点符合目前节能环保的需求，而且在电力系统稳定性和可靠性方面也有优势。

同步整流和llc电路工作原理详解同步整流和LLC电路是电力电子领域中常用的两种电路，它们分别用于交流和直流电源的转换和控制。

本文将详细介绍这两种电路的工作原理，并分析其特点和应用。

一、同步整流电路的工作原理同步整流电路是一种常用于交流到直流转换的电路，它通过控制开关管的导通和关断来实现对交流电源的整流。

其主要由两个开关管组成，一个用于正半周的导通，另一个用于负半周的导通。

这两个开关管的导通和关断由控制电路来控制，以确保正负半周交替导通。

同步整流电路的工作原理如下：1. 当交流电源的电压为正半周时，控制电路将正半周的开关管导通，使得电流可以通过开关管流向负载；2. 当交流电源的电压为负半周时，控制电路将负半周的开关管导通，使得电流可以通过开关管流向负载；3. 在交流电源电压为零或接近零的时候，控制电路将两个开关管同时关断，以防止电流流向负载。

同步整流电路的特点是能够有效降低电源的失真和功率损耗，提高系统的效率和功率因数。

因此，它广泛应用于需要高效率和高功率因数的电源系统，如电动汽车充电器、工业变频器等。

二、LLC电路的工作原理LLC电路是一种常用的谐振转换电路，它通过谐振电感和电容来实现对电源电压的转换和控制。

LLC电路由三个元件组成：电感（L），电容（C）和变压器（T）。

其中，电感和电容构成谐振回路，变压器用于实现电源电压的变换。

LLC电路的工作原理如下：1. 当输入电压施加到变压器的一侧时，电感和电容开始谐振，形成高频电压；2. 高频电压经过变压器的另一侧，被输出电路用于供应负载；3. 当负载的功率需求变化时，控制电路会根据需求调整电感和电容的参数，以实现输出电压的稳定。

LLC电路的特点是能够实现高效率、低电磁干扰和宽输入电压范围。

它广泛应用于电源适配器、服务器电源和太阳能逆变器等场合。

三、同步整流和LLC电路的比较1. 效率：同步整流电路和LLC电路都能实现高效率的电能转换，但在功率因数修正方面，同步整流电路的效果更好。

llc同步整流数字控制LLC同步整流数字控制（LLC Synchronous Rectification Digital Control）是一种在电力电子领域中常用的控制技术。

它主要应用于各种变换器拓扑结构中，通过数字控制的方式实现对整流过程的精确控制，以提高功率转换效率和系统性能。

在传统的变换器中，常用的整流方式是采用二极管进行单向导电。

然而，二极管整流存在固有的导通压降和开关损耗，会导致能量损耗和热量产生，从而影响系统的效率和稳定性。

为了解决这一问题，LLC同步整流数字控制技术应运而生。

LLC同步整流数字控制技术主要包括三个方面的内容：LLC谐振变换器、同步整流技术和数字控制技术。

LLC谐振变换器是一种高效率的变换器拓扑结构，通过谐振电感和电容的组合，实现了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的切换，从而减小了开关损耗和电磁干扰。

LLC谐振变换器具有响应速度快、效率高、体积小等优点，在电力电子领域中得到广泛应用。

同步整流技术是LLC谐振变换器中的关键技术之一。

传统的二极管整流存在导通压降和开关损耗，而同步整流技术通过与主开关器件相配合的同步整流开关，实现了主开关器件的零电流关闭，从而减小了能量损失和热量产生。

同步整流技术能够显著提高变换器的效率和稳定性。

数字控制技术是LLC同步整流数字控制的关键环节。

传统的控制方法通常采用模拟控制电路，但这种方法存在精度低、响应速度慢等问题。

而数字控制技术通过采样和数字信号处理，能够实现对整流过程的精确控制和调节。

数字控制技术具有精度高、稳定性好、可编程性强等优点，能够满足不同应用场景的需求。

LLC同步整流数字控制技术是一种在电力电子领域中具有广泛应用前景的技术。

它通过LLC谐振变换器、同步整流技术和数字控制技术的组合，实现了对整流过程的精确控制，提高了功率转换效率和系统性能。

随着电力电子技术的不断发展和进步，LLC同步整流数字控制技术将在电力供应、电动车充电、可再生能源等领域发挥越来越重要的作用。

新型LLC谐振变换器数字同步整流驱动方式作者：吕征宇李佳晨杨华来源：《电机与控制学报》2018年第01期摘要：提出了一种适用于LLC谐振变换器的数字同步整流驱动方式。

该驱动方式基于检测同步整流MOS管的漏源极电压，进而判断体二极管的导通情况，通过电压比较器输出高低电平到数字处理器，算法程序捕获体二极管的导通时间，控制调节同步整流管驱动信号的占空比，从而使同步整流达到较理想的效果，提高变换器的效率。

相比传统的同步整流驱动方式，所提的驱动方式具有电路结构与控制算法简单、驱动信号精确、动态性能好等优点。

为了验证此方式的有效性，以一个72 W半桥LLC谐振变换器为样机进行了实验，样机效率达到97.5%。

关键词：LLC谐振变换器；数字同步整流；漏源极电压；体二极管；数字处理器中图分类号：TM 46文献标志码：A文章编号：1007-449X（2018）01-0016-070 引言高效率、高功率密度一直以来是人们开发开关电源产品的热点，LLC谐振变换器以其结构简单、效率高，可在全负载范围内实现软开关等优点，成为一些开关电源拓扑的不二之选[1]；但在低压大电流应用场合下，LLC谐振变换器等开关电源的二次侧整流二极管会产生不可忽视的损耗。

因此，为了进一步提高变换器效率，通常采用以导通电阻很小的金属氧化物半导体场效应管（MOS管）替代整流二极管的同步整流技术，降低了变换器二次侧整流管的导通损耗[2]。

LLC谐振变换器的同步整流驱动方式一般分为电压型驱动和电流型驱动。

电压型驱动通常采用变压器二次侧绕组或者辅助绕组提出驱动信号，结构简单，不需要增加其他隔离变压器。

但当LLC谐振变换器工作在电流断续模式，即开关频率小于谐振频率的情况时，二次侧整流管中的电流下降至零以后，通过变压器给的驱动信号仍然存在，所以同步整流管保持导通，此时变换器的能量在这段时间内会从二次侧反流至一次侧，引起变换器电压增益降低，增加了损耗。

因此，电压型驱动一般适用于电流临界或者连续模式下。