LLCコンバータの基本動作

Mode（1）

• ・Q1はON状態、Q2がOFF状態。
• ・一次側には負荷電流、励磁電流の両方が流れる。
• ・二次側にはD1を介して電流I_D1が流れる。このときL_rとC_rの共振による正弦波状の電流が流れる。
• ・I_D1が0Aになると、次の動作モードに移行する。

Mode（2）

• ・Mode（1）に引き続き、Q1はON状態、Q2がOFF状態。
• ・D1に流れる電流が0Aになると、一次側の負荷電流も0Aになるが、励磁電流は流れており、この励磁電流がC_rを充電する。
• ・この充電期間が長いと充電電荷量が大きくなり、出力電圧が上昇する。

Mode（3）

• ・Q1がターンOFFする。
• ・励磁電流が流れ、Q1の出力容量C_{oss_Q1}を充電し始める。
• ・同時にQ2の出力容量C_{oss_Q2}が放電を始める。

Mode（4）

• ・C_{oss_Q1}の充電、C_{oss_Q2}の放電が完了した後、励磁電流はQ2のボディダイオードを介して流れる。
• ・ボディダイオードに電流が流れることでV_{DS_Q2}がほぼ0Vとなる。これにより、MOSFETのターンON時のスイッチング損失もほぼ0になる。

Mode（5）

• ・Q2がターンONする。
• ・ターンONの前に励磁電流がボディダイオードを流れているので、ターンONはZVS動作となる。
• ・C_rは充電されたことにより、電源として機能する。これにより一次側に負荷電流が生じ、D2を介して二次側に負荷電流が流れる。
• ・励磁電流は負荷電流と逆方向に流れるが、トランス一次側に負電圧が印加されるので励磁電流は減少して行き、やがて負荷電流と同方向になる。

Mode（6）

• ・Q1はOFF状態、Q2がON状態。
• ・一次側には負荷電流、励磁電流の両方が流れる。
• ・二次側にはD2を介して電流I_D2が流れる。このときL_rとC_rの共振による正弦波状の電流が流れる。
• ・I_D2が0Aになると、次の動作モードに移行する。

Mode（7）

• ・Mode（6）に引き続き、Q1はOFF状態、Q2がON状態。
• ・D2に流れる電流が0Aになると一次側の負荷電流も0Aになる。このとき一次側には励磁電流が流れており、この励磁電流がC_rを充電する。
• ・この充電期間が長いと充電電荷量が大きくなり、出力電圧が上昇する。

Mode（8）

• ・Q2がターンOFFする。
• ・励磁電流が流れ、Q2の出力容量C_{oss_Q2}を充電し始め、同時にQ1の出力容量C_{oss_Q1}が放電を始める。

Mode（9）

• ・C_{oss_Q2}の充電、C_{oss_Q1}の放電が完了した後、励磁電流はQ1のボディダイオードを介して流れる。
• ・ボディダイオードに電流が流れることでV_{DS_Q2}がほぼ0Vになる。これにより、MOSFETターンON時のスイッチング損失もほぼ0になる。

Mode（10）

• ・Q1がターンONする。
• ・Mode(5)と同様、ターンONの前に励磁電流がボディダイオードを流れているので、ターンONはZVS動作となる。
• ・C_rは充電されたことにより、電源として機能する。これにより一次側に負荷電流が生じ、D1を介して二次側に負荷電流が流れる。
• ・励磁電流は負荷電流と逆方向に流れるが、トランス一次側に負電圧が印加されるので励磁電流は減少して行き、やがて負荷電流と同方向になる。