1. LLC 簡介

LLC 是一個常見的電源拓撲，但它與大部分轉換器有一個很大的差異，大部分轉換器都是以 PWM（脈寬調節）為主，但 LLC 電路主要工作在 PFM （頻率調節），LLC 之所以應用廣泛的主要原因如下：

• 主 MOS 開關可以實現「零電壓開通」，副邊整流二極體會「零電流關斷」，使得電路轉換效率高。
• 因為轉換效率高損失少，所以功率密度也容易提高。
• 電路本身有變壓器隔離，用電較安全。

 

2. LLC 的驅動訊號

• 開關動作模式說明：

全僑 LLC 電路架構及開關代號如下，其中 PWM 動作時可以區分為 Burst mode、Phase - Shift mode、LLC mode 等三個模式，各模式之間需平順切換。

 

【Burst mode】 當負載很小時，連續輸出很小的 duty 反而會使效率降低，因此常見的對策就是限制 S1 ~ S4 的最小 duty，然後間歇性輸出驅動訊號，來提升效率，示意圖如下。

 

 

【Phase-Shift mode】 是 Burst mode 切換到 LLC mode 的過度狀態，這時候有效 duty 需要逐漸增加到 50%，本文採用 Phase-Shift 的方式來逐漸增加有效 duty，示意圖如下。另外也有人會採用 PWM（脈寬調節）的方式來實現。

 

 

【LLC mode】 正常工作模式下 LLC duty 固定約50%，然後進行 PFM (頻率調節)，來控制輸出，示意圖如下。

 

• PWM 動作模式切換條件：

Burst mode：透過輸出電壓來控制是否輸出 PWM。

Phase-Shift mode：透過負載變化來控制是否調整有效 Duty。

LLC mode：透過負載變化來控制 PWM 的頻率，此時 Duty 固定。

 

 

 

3. LLC 開關時序影片說明

• 影片內容說明

影片下方呈現的就是全橋 LLC 主開關的驅動訊號模擬動態輸出，其工作狀態依序為：【Phase-Shift mode】 → 【LLC mode】→【Phase-Shift mode】→【Burst mode】→【Phase-Shift mode】→【LLC mode】→【Phase-Shift mode】→【Burst mode】→ ……. ( 循環進行 )

 

• 影片波形與開關編號對照表

影片波形編號	對應原理圖開關編號
ch0	S1
ch1	S2
ch2	S3
ch3	S4

 

4. 參考資料

 

• NXP Design Reference Manual：DRM173_LLC fully digital resonant converter.