和傳統脈寬調製（PWM）電源轉換器不同的是，諧振轉換器通過頻率調製來調節輸出電壓。因此，諧振轉換器的設計方法也與PWM轉換器的設計方法有所差異。在各種類型的諧振轉換器中，圖1的LLC串聯諧振轉換器（LLC-SRC）格外引人矚目，因為它有更強的輸出調節功能、更小的循環電流和更低的電路成本。

圖1：具有交流（AC）輸入/輸出電壓的LLC-SRC

　　

串聯諧振特性允許直流（DC）/DC LLC-SRC中的開關網絡（如圖2所示）擁有很寬範圍的零電壓開關（ZVS）
；因此
，LLC-SRC能在前端電源應用中輕鬆實現超過94％的效率，並能在高開關頻率下運行。

圖2：LLC諧振半橋轉換器

　　

和PWM轉換器的設計過程相似
，當設計LLC-SRC時，第一個步驟是選擇滿負載情況下所需的工作頻率。剩下的步驟就不同了，因為諧振轉換器裏沒有占空比因數。在LLC-SRC中占空比保持不變
，是50％，非常理想。圖3展示了LLC-SRC的設計流程圖（來自TI電源設計研討會主題“設計 LLC諧振半橋電源轉換器”）。

圖3：LLC諧振半橋變換器設計流程圖

　　

Mg/Qe和Mg/fn圖表中的增益曲線是由圖1所示的LLC諧振槽路（它也是LLC諧振半橋轉換器的線性化電路）衍生而來的。

圖3提供了LLC諧振半橋轉換器的簡單電路參數選擇過程。通過檢查增益曲線上的fn_min、fn_max位置，您就能設計出在所有輸入條件下開關網絡上均具有ZVS的高效LLC諧振半橋變換器。

　　

　　

任何時候，在Mg/fn圖表中fn_min都需要高於增益曲線的脊線。這是為確保金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）能保持ZVS狀態。LLC-SRC的效率隻能在一個操作點進行優化。當fsw= fo時
，串聯Lr和Cr變成零阻抗狀態（圖4）；該轉換器在那個點具有最高的效率。您需要決定自己想優化的線路/負載條件，並確保您的開關頻率在那樣的條件下是諧振頻率。

圖4：當fsw=fo時具有AC輸入/輸出電壓的LLC-SRC

　　

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，這兩種電器的開關電源設計比較特殊，隻能采用有源或者無源PFC模(mo)式(shi)，並(bing)且(qie)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)長(chang)時(shi)間(jian)在(zai)無(wu)散(san)熱(re)通(tong)風(feng)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)工(gong)作(zuo)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)不(bu)僅(jin)要(yao)擁(yong)有(you)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)和(he)平(ping)滑(hua)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)，還(hai)要(yao)盡(jin)量(liang)少(shao)的(de)使(shi)用(yong)元(yuan)器(qi)件(jian)。而(er)在(zai)這(zhe)些(xie)方(fang)麵(mian)，半(ban)橋(qiao)LLC諧振轉換器擁有諸多的優勢。

　　

　　

單諧振電容和分體諧振電容都存在於半橋轉換器當中。對於單諧振電容配置而言，它的輸入電流紋波和均方根（RMS）值較高
，而且流經諧振電容的均方根電流較大。這種方案需要耐高壓（600~1，500V）的諧振電容。不過，這種方案也存在尺寸小、布線簡單等優點。

（a）單諧振電容;（b）分體諧振電容。

　　

圖1：半橋LLC轉換器的兩種不同配置

　　

分(fen)體(ti)諧(xie)振(zhen)電(dian)容(rong)相(xiang)較(jiao)於(yu)單(dan)個(ge)諧(xie)振(zhen)電(dian)容(rong)而(er)言(yan)
，其(qi)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)紋(wen)波(bo)和(he)均(jun)方(fang)根(gen)值(zhi)較(jiao)小(xiao)。諧(xie)振(zhen)電(dian)容(rong)僅(jin)處(chu)理(li)一(yi)半(ban)的(de)均(jun)方(fang)根(gen)電(dian)流(liu)
，且(qie)所(suo)用(yong)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)容(rong)量(liang)僅(jin)為(wei)單(dan)諧(xie)振(zhen)電(dian)容(rong)的(de)一(yi)半(ban)。當(dang)利(li)用(yong)鉗(qian)位(wei)二(er)極(ji)管(guan)（D3和D4）進行簡單
、廉價的過載保護時，這種方案中，諧振電容可以采用450V較低額定電壓工作。顧名思義，半橋LLC轉換器中包含2個電感（勵磁電感Lm和串聯的諧振電感Ls）。genjuxiezhendianganweizhidebutong，xiezhenhuiluyebaokuoliangzhongbutongdepeizhi，yizhongweifenlijiejuefangan，lingyizhongweijichengjiejuefangan。zheliangzhongjiejuefangangeyouqiyouquedian，caiyongzheliangzhongfangandeLLC的工作方式也有輕微差別。

　　

將諧振電感安裝在變壓器外麵是有目地的。其能夠幫助設計者提高設計的靈活性，令設計人員可以靈活設置Ls和Lm的值;此外，EMIfusheyegengdi。buguo，zhezhongjiejuefangandequedianzaiyu
，bianyaqichujihecijiraozujiandejueyuanbiandefuza
，bingqieraozudelengquetiaojianbiancha，bingxuyaozuzhuanggengduoyuanjian。

（a）分立解決方案;（b）集成解決方案。

　　

圖2：諧振儲能元件的兩種不同配置

　　

在另一種集成的解決方案中
，變壓器的漏電感被用作諧振電感（LLK=LS）。這種解決方案隻需1gecixingyuanjian，erqiehuishidekaiguandianyuandechicungengxiao。ciwai
，bianyaqiraozudelengquetiaojiangenghao，qiechujihecijiraozuzhijiankeyifangbiandishixianjueyuan。buguo，zhezhongjiejuefangandelinghuoxingxiangduijiaocha（可用的LS電感範圍有限），且其EMI幅射更強，而初級和次級繞組之間存在較強的鄰近效應。半橋LLC轉換器建模和增益特性

　　

編輯點評：通過對實例的講解，介紹了半橋LLC諧振轉換器設計的部分要點和技巧，如配置
、工作狀態
、增益特性等等，還對一些特定的參數進行了確定，希望本篇文章能夠幫助大家增進對半橋LLC諧振轉換器的了解。