半桥LLC电路中模块损耗的影响
半桥电路上下桥臂的死区时间定为190nS，这个时间和LLC电路功率管的ZVS工作状态，功率管驱动的可靠性密切相关，同时也影响谐振电流大小和模块整机效率 。对于LLC电路，我们将额定工作点设置在谐振点附近，通过实现功率管的ZVS开通和输出二极管的零反向恢复来实现模块的高效率。为了满足ZVS条件，死区时间必须满足：
其中：
输入母线电压，
：功率管漏源极间电容，
为励磁电流。
而输出电压和变压器匝比确定时，励磁电流的大小由谐振频率和励磁电感决定：
Tr为谐振周期，因此我们可以得出LLC对称半桥上下管死区时间和励磁电感，谐振频率的关系：
LLC的参数设计过程中，如果增大励磁电感Lm，可以减少功率管的关断电流，从而减少其关断损耗，如果不考虑桥臂的死区时间，我们认为模块流过谐振电感和变压器原边的谐振都是减少的。但是如果考虑死区时间对功率管和输出二极管有效导通时间的影响，当死区时间td增大时，有效的占空比会减少，在输出负载相同的情况下，流过输出二极管的电流和谐振电感和变压器传能部分的电流
将增大，所以励磁电流和传能电流
是矛盾的，其有效值近似为：
图9 死区影响和励磁电流，谐振电流示意图
当LLC电路的谐振参数确定时，励磁电流就确定了，在满足公式1的情况下，考虑上下管的驱动特性偏差和驱动电路的延时偏差，保证功率管可靠性的前提下，我们应该尽可能减少死区时间。对于具体参数的模块：
其中
取20N60C3漏源电压VDS为50～200VDC时的近似值（150nF）和旁边并联电容220nF的和。从计算的结果看现在的死区时间190nS裕量很大，可以适当的减少，当190nS的死区时间时，54V/1000W，通过计算可得到谐振电流为：
而当死区时间改为120nS时， 谐振电流为6.528A
以80℃结温计算，两个功率管的损耗相差：
变压器的原副边电流，以及流过输出二极管的电流没找到合适的公式计算，但是通过仿真可以得到两个死区时间190nS和120nS时，变压器原边电流分别为5.6728A和5.6486A，变压器副边电流分别为：20.8A和20.7A，损耗相差很少，另外死区时间减少对功率管反向恢复电流也会有改善。
所以从计算结果看，死区时间由190nS减少到120nS对效率的改善比较小，约减少1W损耗，实际效果由测试结果进行验证。
当死区时间为190nS，测试模块的输出电压48～58V，负载在大于150W时，模块都工作ZVS状态，42V时要大于200W以上才可能实现ZVS如下图所示（在调频状态，上下管的ZVS状态近似）
图10 54V/100W上管导通
图11 54V/150W上管导通
如果死区改成120nS，测试到的上管开通波形如下图所示，功率要大于200W才能完全实现ZVS开通
图12 54V/100W上管导通
图13 54V/200W上管导通
从测试的结果看，死区时间从190nS减少到120nS，模块实现ZVS会有影响，轻载200W以下功率管的关断电压会高，功率管漏源极的电压拖尾，无法完全关断，在驱动上可以测试到一个电压平台。
我们对死区改动前后模块效率进行对比，测试到的结果如下表。
表2 死区190nS效率测试结果
| 输入功率(W) | 输出电压(V) | 输出电流(A) | 输出功率(W) | 效率(%) |
| 1098.7 | 53.379 | 19.0428 | 1016.486 | 0.925171 |
| 983 | 53.397 | 17.0792 | 911.978 | 0.92775 |
| 871.2 | 53.417 | 15.1356 | 808.4983 | 0.928028 |
| 762.8 | 53.44 | 13.2428 | 707.6952 | 0.92776 |
| 650 | 53.461 | 11.2892 | 603.5319 | 0.928511 |
| 543.7 | 53.481 | 9.4072 | 503.1065 | 0.925338 |
| 437.9 | 53.501 | 7.5356 | 403.1621 | 0.920672 |
| 329.1 | 53.521 | 5.5704 | 298.1334 | 0.905905 |
| 225.4 | 53.543 | 3.7168 | 199.0086 | 0.882913 |
| 119 | 53.56 | 1.8076 | 96.81506 | 0.813572 |
| 11.2 | 53.579 | 0 | 0 | 0 |
表3 死区120nS效率测试结果
| 输入功率(W) | 输出电压(V) | 输出电流(A) | 输出功率(W) | 效率(%) |
| 1087 | 53.371 | 18.87 | 1007.111 | 0.926505 |
| 985 | 53.387 | 17.1404 | 915.0745 | 0.92901 |
| 871.8 | 53.412 | 15.1848 | 811.0505 | 0.930317 |
| 762.2 | 53.428 | 13.2768 | 709.3529 | 0.930665 |
| 649.9 | 53.448 | 11.3088 | 604.4327 | 0.93004 |
| 543.5 | 53.47 | 9.4244 | 503.9227 | 0.927181 |
| 433.7 | 53.49 | 7.4704 | 399.5917 | 0.921355 |
| 328.5 | 53.512 | 5.5824 | 298.7254 | 0.909362 |
| 224.6 | 53.532 | 3.7132 | 198.775 | 0.885018 |
| 123.16 | 53.551 | 1.8884 | 101.1257 | 0.821092 |
| 10.99 | 53.566 | 0 | 0 | 0 |
图14 死区优化效率对比
从测试的结果看，死区减少到120nS，模块的效率约提高了0.1％～0.15％，这和计算的结果是吻合的。
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