第一部分重點介紹了影響諧振轉(zhuǎn)換器設(shè)計的關(guān)鍵寄生參數(shù)，以及元件選擇標準和變壓器設(shè)計。本部分重點介紹諧振轉(zhuǎn)換器同步整流器（SR）的設(shè)計注意事項。

　　諧振轉(zhuǎn)換器中的工作狀態(tài)可能比脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換器中的工作狀態(tài)復(fù)雜得多。以圖1中的電感-電感-電容器-串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器（LLC-SRC） 為例，在給定的負載條件和開關(guān)頻率的相對位置（）的情況下，常規(guī)LLC-SRC設(shè)計中存在四種常見狀態(tài)（圖2）。 f sw）和串聯(lián)諧振頻率（f r）。當f sw 《f r時，整流二極管電流在有源開關(guān)（Q 1 或Q 2）之前變?yōu)榱悖?關(guān)掉。因此，在將金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）用作整流器（即SR）時，必須以小于50％的占空比關(guān)閉SR，以避免整流器電流倒流。否則，過大的循環(huán)電流會損害轉(zhuǎn)換器的效率。

　　圖1 電感-電容串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器（LLC-SRC）提供軟開關(guān)功能，允許高頻工作。

　　圖2 LLC-SRC在重載和f sw下的工作狀態(tài) 《fr（a），輕載和f sw 《fr（b），重負載和f sw 》 f r （c），輕負載和f sw 》 f r （d）表明需要電流檢測，以防止在施加SR的情況下在輸出整流器上產(chǎn)生反向電流?！?f《/f

　　整流器電流導(dǎo)通時間實際上是0.5 / F ? 在重負載當f SW 《F - ［R 。因此， 當f sw 《f r時，在重載時，可以將SR導(dǎo)通時間限制為略小于0.5 / f r， 而在輕載時禁用SR ［1］。但是，這種開環(huán)SR控制方法無法優(yōu)化轉(zhuǎn)換器效率。

　　一種更可靠的SR控制方法是通過MOSFET的漏源電壓（V DS）感應(yīng)［2］（圖3）?；旧希@種SR控制方法將MOSFET V DS 與兩個不同的電壓閾值進行比較，以開啟和關(guān)閉MOSFET。一些較新的V DS 感測SR控制器，例如德州儀器（ti）的UCC24624，甚至具有第三個電壓閾值，以激活比例柵極驅(qū)動器，從而以最小的延遲快速關(guān)閉SR。

　　圖3 V DS 感測SR在不同的V DS 電壓電平下打開和關(guān)閉SR 。

　　值得注意的是，電壓閾值處于毫伏級別；需要高精度的傳感電路。因此， 通常通過使用具有V DS 電平（通常小于200V）和f sw 限制（通常小于400kHz）的集成電路來實現(xiàn)V DS感測方法。由于V DS 感測SR控制方法的局限性，您將需要另一種SR控制方法來優(yōu)化高壓和高頻諧振轉(zhuǎn)換器的SR傳導(dǎo)。

　　使用Rogowski線圈［3］，然后使用積分器和比較器是控制高頻諧振轉(zhuǎn)換器SR的另一種方法。圖4 是一個方框圖，說明在電容器-電感器-電感器-電容器-電容器串聯(lián)諧振雙有源橋式轉(zhuǎn)換器（CLLLC-SRes-DAB）［4］上使用Rogowski線圈進行的SR控制。帶繞組的空心線圈（Rogowski線圈）放置在變壓器繞組上以進行電流檢測。當時變電流流過線圈時，電流產(chǎn)生的磁通量會在線圈繞組上感應(yīng)出電壓。與原始時變電流相比，感應(yīng)電壓將具有90度的相位差。

　　圖4 Rogowski線圈SR控制可在CLLLC-SRes-DAB轉(zhuǎn)換器中實現(xiàn)精確的高頻SR感測和控制。

　　在Rogowski線圈之后添加一個積分器可以產(chǎn)生同相甚至領(lǐng)先于原始時變電流的電壓。因此，可以將積分器輸出的零電壓交叉設(shè)置為比時變電流零電流交叉早一些，以適應(yīng)可能的傳播和控制延遲。然后將放大的積分器輸出信號與給定的比較器閾值進行比較，以產(chǎn)生具有幾乎最佳的SR傳導(dǎo)時間的SR驅(qū)動信號。插入控制電路的附加斜率檢測邏輯可進一步優(yōu)化不同負載條件下的SR傳導(dǎo)時間。由于Rogowski線圈通過磁通量感應(yīng)電流，因此沒有電壓電平限制。此外，羅高夫斯基線圈使用的是空芯而不是磁芯材料，因此其帶寬非常高，沒有飽和極限；因此，與V不同，即使在兆赫茲級諧振轉(zhuǎn)換器上也沒有頻率限制問題DS 感應(yīng)SR控制方法。

　　圖5 說明了此處提出的方法。將圖5中的時變電流定義為i（t）， 并假設(shè)Rogowski線圈垂直放置在變壓器繞組上，則可以使用公式1計算Rogowski線圈繞組的輸出電壓，如下所示：

　　其中A 是Rogowski線圈上每匝的橫截面積（假設(shè)Rogowski線圈上的匝都具有相同的橫截面積），N 是Rogowski線圈上的匝數(shù)，l 是周長羅氏線圈環(huán)，和μ的0 =4π?10 -7 H / m是滲透常數(shù)。

　　圖5 無源積分器允許Rogowski線圈SR控制電路預(yù)測零電流交叉時序。

　　假設(shè)在建議的感測電路中使用理想的運算放大器，公式2表示Rogowski線圈輸出v 1_0 與無源積分器輸出v 2_0之間的電壓關(guān)系：

　　可以將方程2中的微分方程求解為

　　其中一個 0 是常數(shù)，并且

　　為了更輕松地了解如何使用無源積分器和放大器調(diào)整相位差，請假定時變電流為純正弦波，這將使Rogowski線圈輸出電壓和積分器輸出均為純正弦波。換句話說， 在假設(shè)v 2_0 （t）= a 1 sin?（ωt）的情況下，求解方程式1和2以獲得i（t）的方程式，方程式2可以重寫為方程式3：

　　哪里

　　翻轉(zhuǎn)Rogowski線圈的引腳，時變電流變?yōu)楣?：

　　當使Φ=-π/ 2的等式3和Φ=π通過改變R的值/ 2等式4 1，R 2，C 1 和fθ SW （ω=2πF SW與之間的正確的連接極性） Rogowski線圈輸出和積分器輸入，積分器輸出v 2_0 （t）與SR電流i（t）同相。此外，在實際應(yīng)用中，您可以設(shè)置積分器波形來引導(dǎo)SR電流。因此，分別通過控制器和驅(qū)動器上的響應(yīng)時間和傳播延遲，SR關(guān)斷時序仍可以設(shè)法保持在零電流交叉點。

　　圖6 顯示了感應(yīng)電路的繞組電流測量值和增益放大器的輸出電壓。如您所見，對零電壓交叉編程以使其比實際檢測電流更早地關(guān)斷，可適應(yīng)傳播和控制延遲。

　　圖6 此SR電流測量比較顯示了預(yù)測SR感測，因為積分器輸出處的零電流交叉早于實際的零電流交叉。

　　圖7 顯示了當開關(guān)頻率低于串聯(lián)諧振頻率時的完美SR關(guān)斷時序。

　　圖7 SR在300 kHz（a）和400 kHz（b）的完美零電流交叉處關(guān)斷。