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공진 LLC 컨버터

이 예제에서는 공진 LLC 컨버터의 동작을 보여줍니다.

설명

LLC 컨버터는 소프트 스위칭 동작을 가능하게 하는 공진 회로에 기반한 DC/DC 컨버터입니다. LLC 공진 회로는 ZVS(제로 전압 스위칭)를 통해 스위칭 손실을 줄입니다. SLR 컨버터와 달리, LLC 컨버터는 경부하 조건에서도 조절된 출력 전압을 유지할 수 있습니다.

컨버터는 스위칭 브리지(하프 브리지 MOSFET), LLC 공진 회로, 풀 브리지 정류기, 출력 필터(Co)로 구성됩니다. 공진 회로는 변압기의 1차 누설 인덕턴스(Llkp), 2차 누설 인덕턴스(Llks), 자화 인덕턴스(Lm), 커패시터 Cr로 구성됩니다. 이 LLC 회로의 공진 주파수는 다음과 같이 주어집니다.

$w_0 = 1/sqrt(L_r*C_r) = 2*pi*f_0$

여기서 $Lr = Llkp + Lm / (N^2 x Llks)$이며 $N$은 변압기 권선비입니다.

시뮬레이션

부하(3옴 또는 30옴) 및/또는 입력 전압(340V 또는 390V)이 주어진 경우, 출력 전압을 24V(Scope1에서 신호 Vo)로 유지하기 위해 적절한 스위칭 주파수(Fs) 값을 사용하여 몇 가지 시뮬레이션을 실행합니다.

또한 Scope2에서 파형을 관찰하면 전류가 공진 회로에 인가된 전압에 뒤처지고 이로 인해 전압이 0인 상태에서 MOSFET이 켜질 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

참고 문헌

H. Choi; 'Half-Bridge LLC Resonant Converter Design Using FSFR-Series Fairchild Power Switch', Fairchild Semiconductors, AN-4151 S. Abdel-Rahman; "Resonant LLC Converter: Operation and Design", Infineon AN 2012-09