Đặc tính của bộ biển đổi LLC có thể phân chia làm 3 vùng làm việc với 2 vùng ZVS và 1 vùng ZCS.
Hình 2.11. Các vùng làm việc của bộ biến đổi cộng hưởng LLC
Với bộ biến đổi này ta có 2 tần số cộng hƣởng , một tần số đƣợc xác định dựa vào sự kết hợp Lr và Cr, một tần số đƣợc xác định dựa vào Lm, Cr và điều kiện tải. Khi tải trở nên nặng hơn, tần số cộng hƣởng sẽ di chuyển đến tần số cao hơn. 2 tần số đƣợc xác định: 1 1 2 r r r f L C (2-1) r m r r C L L f 2 1 2 (2-2)
Với đặc tính trên, khi hoạt động ở điện áp 400V, bộ biển đổi sẽ hoạt động ở tần số cộng hƣởng fr1 , tần số cộng hƣởng này là sự kết hợp của Lr và Cr. Khi điện áp đầu vào giảm, hệ số điện áp có thể đạt cao hơn với tần số chuyển mạch nhỏ đi.
a. Vùng 1
Ở vùng này bộ biến đổi hoạt động nhƣ bộ biến đổi nối tiếp SRC. Ở vùng này, Lm không bao giờ kết hợp với tụ cộng hƣởng Cr. Lm bị kẹp bởi điện áp đầu ra và hoạt động nhƣ tải của bộ nối tiếp. Với tải bị động, bộ LLC có thể hoạt động ở chế độ không tải mà không hề có nhƣợc điểm của điện áp chuyển mạch cao. Bởi vậy, kể cả với tải thụ động Lm, chuyển mạch ZVS có thể đạt đƣợc ở bất kỳ chế độ tải nào.
Hình 2.12. Mô phỏng chế độ hoạt động ở vùng 1
b. Vùng 2
Ở vùng này, chế độ hoạt động của bộ LLC phức tạp hơn, dạng sóng đầu ra có thể phân chia làm 2 vùng rõ rệt. Ở vùng 1, Lr cộng hƣởng với Cr, Lm bị kẹp bởi điện áp đầu ra. Khi dòng cộng hƣởng Lm quay trở về mức nhƣ Lr, mạch cộng hƣởng giữa Lr và Cr kết thúc. Thay vào đó, Lm tham gia vào quá trình cộng hƣởng khi giai đoạn thứ hai bắt đầu. Trong suốt giai đoạn này, các thành phần cộng hƣởng thay đổi từ Cr, Lm mắc nối tiếp với Lr, đây chính là dạng sóng bằng phẳng nhƣ trên hình vẽ. Trên thực tế, đây là một phần của quá trình cộng hƣởng giữa Lm+Lr và Cr. Từ dạng sóng mô phỏng ta có thể thấy, van Mosfet đƣợc mở với chuyển mạch ZVS. Chuyển mạch ZVS có thể đạt đƣợc với dòng từ hóa, mà dòng này không liên quan đến dòng tải nên ZVS có thể đạt đƣợc cả ở chế độ không tải. Dòng từ hóa cũng có thể ngắt dòng van Mosfet, chọn các giá trị điện cảm khác nhau có thể điều khiển đƣợc việc này. Dòng ngắt van có thể nhỏ hơn dòng tải nên tổn thất ngắt mạch có thể giảm. Vậy tổn thất chuyển mạch van rất nhỏ.
Hình 2.13. Mô phỏng chế độ hoạt động ở vùng 2
c. Vùng 3
Đây là vùng hoạt động ZCS dẫn đến tổn thất khi chuyển mạch van. Ở vùng này, đặc tính hệ số khuếch đại một chiều sẽ có dạng sƣờn dƣơng.
Đây không phải là chế độ hoạt động tốt của bộ biến đổi cộng hƣởng, khi thiết kế nên tránh hoạt động ở vùng này.
Hình 2.14. Mô phỏng chế độ hoạt động ở vùng 3