第一次看到AHB拓撲的時候，咋一看原邊和LLC一模一樣，沒太明白為啥需要搞出一個AHB。到網(wǎng)上也沒有找到拓撲的詳細解讀，總是得到一個AHB有啥好處的介紹。后面靜下心來一步步分析一下拓撲的大概工作過程，發(fā)現(xiàn)從能量傳遞方式去理解拓撲的意義，這樣會比較容易明白，有利于對主控邏輯進行深入理解，對后面參數(shù)的設(shè)計會有幫助。
目錄大綱
- 拓撲解讀
- 能量傳遞分析
- 拓撲中物理量傳遞函數(shù)表達式
/***拓撲解讀***/
AHB拓撲
??路徑傳遞??：能量傳遞同時依賴??勵磁電感（Lm）?? 和??諧振電容（Cr）??。原邊開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入能量存儲于勵磁電感；關(guān)斷時，勵磁電感能量和諧振電容的諧振能量通過變壓器耦合傳遞至次級側(cè)。諧振腔只是為了實現(xiàn)ZVS和ZCS，從而達到減小損耗的目的。
LLC拓撲
??能量傳遞完全依賴??諧振腔（Lr+Lm+Cr）?? 的串聯(lián)諧振。開關(guān)頻率接近諧振頻率時，諧振電流通過變壓器傳遞能量，勵磁電感僅提供磁化電流，不直接參與能量傳遞。
典型拓撲圖
網(wǎng)上看到的拓撲圖有2種，一種是上管串聯(lián)諧振腔（上管為主管），另外一種是下管串聯(lián)諧振腔（下管為主管）。這2種在原理角度上看并沒有什么差別。當(dāng)時看到的都是第一種，所以就老是把它理解成LLC的能量傳遞方式。其中拓撲中的諧振電感Lr 其實等效與變壓器的漏感Llk, 相比于反激用能量消耗的方式，利用漏感和電容諧振實現(xiàn)ZVS，ZCS并進行能量傳遞的方式AHB結(jié)構(gòu)具有更高的效率。
高邊負責(zé)輸出，低邊負責(zé)ZVS與ZCS
低邊負責(zé)輸出，高邊負責(zé)ZVS與ZCS
為了便于理解我以低邊拓撲圖來大概描述一下工作過程，并且以上管的開啟關(guān)閉狀態(tài)來看拓撲圖這樣或許可以更好的理解
上管關(guān)閉時狀態(tài)
這個情況對應(yīng)下管的2種情況，一種開，一種關(guān)。拓撲圖變成下面的形式
如果把Cr短路,上面這個圖就和反激拓撲一模一樣，下管通過開啟儲能，關(guān)閉釋能的方式向副邊傳遞一模一樣。只是除了勵磁電感的能量，還傳遞了諧振電容儲存的能量。所以AHB原邊能量的收集就由來勵磁電感和諧振電容來完成，這也是為什么AHB要求的變壓器尺寸較反激的要小的原因。
目前AHB主控芯片其實就是通過調(diào)節(jié)下管的開關(guān)頻率和占空比來實現(xiàn)對副邊的能量傳遞。那么用反激的控制方式來理解AHB就會容易一些，畢竟反激是入門拓撲。
注意：能量傳遞公式不能直接用反激拓撲，上面說的只是從方便理解的角度。因為勵磁能量是AHB的主要能量轉(zhuǎn)換來源
上管開啟時狀態(tài)
為了避免上下管互通，形成短路。上管開啟時，下管一定是關(guān)閉的。電路圖等效下面這種情況，原邊就形成了一個LC諧振電路，上管通過諧振時的電流電壓的特點來實現(xiàn)原邊的ZVS和副邊的ZCS。工作原理和LLC類似，這個狀態(tài)并除了部分能量傳遞，還要一個最主要的目的是利用諧振腔來實現(xiàn)ZVS和ZCS達到降低硬開關(guān)的損耗
其實上面拓撲的理解并不嚴謹，完整和詳細，對于復(fù)雜的問題我一般習(xí)慣先拆解情況，然后抓主要問題，次要問題和細節(jié)后續(xù)在逐步加深認知。所以對于功率電源拓撲我都是先把能量傳遞作為主要問題來分析電路，至于開關(guān)損耗啥的，我都是在后面慢慢完成認知的。后面我會通過電路工作時序來深入理解
/***各階段能量傳輸分析**?*/
?S1代表上管（輔助管）S2代表下管（主管）死區(qū)時間內(nèi)本質(zhì)上是利用LC諧振時，電流與電壓相位差90°交替變化的特點，實現(xiàn)ZVS開通。所以后面諧振電容的選擇需要保證其能量能夠在死區(qū)時間內(nèi)將Vcr拉到0
??1. 階段一、（T1–T2）：原邊儲能階段??
??開關(guān)狀態(tài)??：下管導(dǎo)通，上管關(guān)斷，副邊整流管關(guān)斷。
??能量傳輸??：
- ??副邊無能量輸入??：DR處于截止狀態(tài)，負載由輸出電容（C?）供電。
- ??原邊勵磁電感儲能??：輸入電壓（V??）對勵磁電感（L?）和漏感（L?）充電，電流線性上升，能量存儲于磁場中。
- 諧振電容Cr充電：電容兩端電壓(Vcr)不斷上升，直到Vin。
等效電路圖：
諧振電容在物理上與電感連接為串聯(lián)，但開關(guān)導(dǎo)通時被輸入電壓源強約束電位（一端接Vin，另外一端接地），表現(xiàn)出等效并聯(lián)特性??。這也是為什么AHB有兩個能量來源的原因
??2. 階段二、（T2–T3）：死區(qū)時間諧振階段??
??開關(guān)狀態(tài)??：上下管均關(guān)斷，副邊關(guān)斷。
??能量傳輸??：
- ??副邊仍無能量輸入??：諧振過程僅發(fā)生在原邊（L?+L?與MOSFET結(jié)電容諧振），副邊未形成能量通路
- 原邊下管關(guān)斷瞬間：勵磁電感能量最大，諧振電容電壓最大。
- ??能量用途??：諧振過程為上管創(chuàng)造零電壓開通（ZVS）條件，但未傳遞至副邊。
從下管開始關(guān)斷到上管開啟前
在這個時間內(nèi)Lk, Cr，Lm和上下管結(jié)電容Vds,形成LC諧振網(wǎng)絡(luò)。
等效電路圖如下
這個時候電感續(xù)流對上下管充放電，下管結(jié)電容從0開始上升到兩端電壓為Vin，上管結(jié)電容從0開始上升到兩端電壓為0。這時橋臂Vhb點的電壓上升到Vin。此時上下管結(jié)電容對地等效并聯(lián)。
另外諧振電容連接電感一端的電壓也持續(xù)上升。（相位滯后電流90°）這個過程可以等效為
i1與i2 電流大小相同，方向相反。諧振電流通過CdsH又返回到電源側(cè)，沒有能量損失。這個過程相當(dāng)于將上管結(jié)電容的能量轉(zhuǎn)移到下管的結(jié)電容上。
Vhb從0--->Vin, Vcr從Vin--->Vin+nVo
由于電感兩端電壓被鉗位還沒有達到nVo,所以副邊管子沒有達到開啟條件所以這個過程不傳遞能量
下管關(guān)斷T2時刻：
根據(jù)電感和電容能量公式
?
電感和電容能量最大，電容兩端的電壓Vmax=Vin+nVo
為什么電容電壓不是Vin，而是Vin+nVo?
當(dāng)關(guān)斷間，電感原邊繞組感應(yīng)出一個反向的電動勢Vor,及nVo,所以此時電容的電壓
等效電路圖
上圖為??上管Vds到零，下管完全關(guān)閉的狀態(tài)等效電路
如圖A的電壓依然保持Vin, 而電感感應(yīng)出的電動勢Vor,將B點電位瞬間拉低，那么電容Cr兩端的電壓差Vab,就是Vin+Vor。我這里忽略漏感。
3. 第三階段（T?–T?）：主能量傳輸階段??
??開關(guān)狀態(tài)??：上管導(dǎo)通，副邊導(dǎo)通（ZCS開啟）。
??能量傳輸??：
- ??激磁能量釋放??：L?存儲的磁場能量通過變壓器耦合至副邊，為負載供電（i??線性下降至零后反向）。
- ??諧振能量回收??：漏感（L?）和諧振電容（C?）串聯(lián)諧振，其能量通過副邊繞組傳遞至負載（i??正弦衰減）。
- ??總副邊電流??：i?? = (i?? - i??) × n（n為匝比），副邊同時接收來自激磁電感和漏感的能量。
??5. 第四階段（T?–T?）：死區(qū)時間2諧振階段??
??開關(guān)狀態(tài)??：上下管關(guān)斷，、副邊關(guān)斷。
??能量傳輸??：
- ??副邊能量傳輸停止??：副邊在T?時刻因電流歸零而ZCS關(guān)斷，負載由C?供電。
- ??原邊諧振??：漏感和勵磁電流對MOS結(jié)電容充放電，為上管（S?）創(chuàng)造ZVS條件，能量未傳遞至副邊
這個過程和第一個死區(qū)時間一樣，上下管能量進行交換實現(xiàn)原邊ZVS
/***拓撲物理量數(shù)學(xué)表達式**?*/
為了方便后續(xù)深入理解拓撲和設(shè)計計算，這里先列出對應(yīng)的函數(shù)表達式，有時間的時候進行詳細推導(dǎo)
