Trong sơđồ cấu trúc half- bridge LLC ta xét trường hợp biến áp lý tưởng. Trong thực tế thiết kế, người ta sử dụng điện cảm tản sơ cấp và điện cảm tản thứ cấp của biến áp để tham gia vào mạch cộng hưởng. Do đó có thể tiết kiệm được chi phí và diện tích bản mạch in.
Hình 3.11: Mạch điện tương đương của máy biến thực tế
Trong đó R1: Điện trở của cuộn sơ cấp của máy biến áp Ls1: Là điện cảm tản của cuộn sơ cấp R2: Là điện trở của cuộn dây thứ cấp Ls2: Là điện cảm tản của cuộn dây thứ cấp Lm: Điện cảm từ hóa của biến áp. Rm: là điện trở do dòng Fuco sinh ra
TF: Là mày biến áp lý tưởng có hệ số biến đổi điện áp như mong muốn.
Với máy biến áp xung thì số vòng dây của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp rất nhỏ nên R1 và R2 rất nhỏ (có thể coi bằng 0) còn Rm rất lớn (có thể coi bằng vô cùng lớn) vì vậy mạch điện tương đương của biến áp xung như sau.
Hình 3.12: Mạch điện đơn giản của biến áp xung thực tế
Từ mạch điện tương đương trên hình 3.12, ta thấy có thể sử dụng phần điện cảm tản trên cuộn dây sơ cấp và điện cảm từ hóa để tham gia vào bộ cộng hưởng của bộ biến đổi half – bridge LLC. Ngoài ra, ta cần xét đến thành phần điện cảm tản của cuộn dây thứ cấp của biến áp. Sơđồ xét đến thành phần của điện cảm của máy biến áp được thể hiện như sau:
Hình 3.13: Sơđồ cấu trúc xét đến thành phần của điện cảm của máy biến áp Giả sử Lklp = n2Llks ta có hàm truyền của mạch cộng hưởng là (3.6) Trong đó:
Nếu biểu diễn Lp và Lr, ta có hàm truyền
( 3.7)
Hình 3.14: Mạch điện tương đương đơn giản hóa của bộ cộng hưởng điện cảm biến áp
Từđó ta có đặc tuyến khuếch đại điện áp của bộ cộng hưởng LLC hình 3.14. Từ trên hình ta thấy bộ biến đổi có hai tần số cộng hưởng f0 và fp.Với tải khác nhau thì các đường đặc tính đều quy tại một điểm ở tần số cộng hưởng f0. Ở tần số lớn hơn tần số f0 thì bộ biến đổi làm việc như bộ biến đổi nối tiếp. Ở tần số cộng hưởng, hệ số khuếch đại điện áp được giữ không đổi với sự thay đổi của tải.
( 3.8)
Tần số khuếch đại đỉnh ( Peak gain frequency – PGF ) tồn tại giữa f0 và fp. khi Q giảm như khi tải giảm, PGF chuyển tới tần số cộng hưởng fp và hệ số khuếch đại đỉnh (Peak Gain - PG ) lớn hơn. Ngược lại, khi Q tăng đồng nghĩa với tải tăng,
PGF chuyển dần tới tần số f0. Và PG giảm đi. Có nghĩa là nếu tải thay đổi trong một khoảng rất lớn thì sẽ có rất ít sự thay đổi về tần số. Bộ biến đổi LLC có thể làm việc cả trong điều kiện không tải