二负载谐振变换器的原理

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LLC谐振电路工作原理及参数设计

llc谐振电路工作原理及参数设计contents •LLC谐振电路工作原理•LLC谐振电路参数设计•LLC谐振电路优化与控制•LLC谐振电路应用案例•LLC谐振电路发展与挑战•参考文献目录CHAPTERLLC谐振电路工作原理连续模式断续模式工作模式电路组成工作过程输入变压器将直流电压转换为交流电压，并通过输出变优点030201CHAPTERLLC谐振电路参数设计频率范围频率稳定性操作频率增益LLC谐振电路的增益通常由放大器和反馈网络决定。

在设计时，需要考虑增益的平坦度和稳定性，以确保良好的频率响应和信号质量。

效率高效率是LLC谐振电路的重要性能指标之一。

为了实现高效率，需要考虑功率匹配和电路损耗。

采用有效的匹配网络和低损耗元件可以提高电路的效率。

增益和效率阻抗匹配输入阻抗LLC谐振电路的输入阻抗需要根据放大器的输入阻抗进行匹配。

这可以保证信号的有效传输和防止信号反射。

输出阻抗输出阻抗也需要进行匹配，以确保信号的完整传输和防止信号反射。

这可以通过使用合适的输出网络和元件来实现。

稳定性与可靠性稳定性可靠性CHAPTERLLC谐振电路优化与控制优化方法03功率控制控制方法01电压控制02电流控制参数设计谐振频率占空比负载阻抗CHAPTERLLC谐振电路应用案例案例1：节能荧光灯电子镇流器描述01工作原理02参数设计03描述案例2：开关电源工作原理参数设计描述工作原理参数设计案例3：电磁炉CHAPTERLLC谐振电路发展与挑战发展背景介绍发展历程当前状况虑多个因素，如负载条件、电源电压、电路拓扑等，设计过程较参数设计复杂定性的元件，因此制造成本相对较高，需要优化设计以降低成本。

制造成本高稳定性问题可靠性问题挑战CHAPTER参考文献参考文献参考文献1参考文献2参考文献3WATCHING。

谐振开关型变换器

不断提高谐振开关型变换器的能效和小型化程度，以满足市场对高效、紧凑、轻便的需求。
智能化与网络化
加强谐振开关型变换器的智能化和网络化能力，实现远程监控、故障诊断和智能控制等功能。
3
多功能与定制化
开发具有多种功能和定制化特点的谐振开关型变换器，满足不同领域和特定需求的个性化解决方案。
THANKS
谐振开关型变换器在电源供应中能够实现高效率的能量转换，降低能源损失。
宽输入电压范围
谐振开关型变换器具有较宽的输入电压范围，能够适应不同的电源条件。
输出电压稳定
通过调节谐振开关型变换器的参数，可以获得稳定的输出电压，确保电子设备的正常运行。
电机控制
高效电机驱动
谐振开关型变换器能够提供高效的电机驱动，提高电机的工作效
解决方案
01
02
03
优化控制电路
采用先进的控制算法和技术，简化控制电路，提高控制精度。
减小元件尺寸
采用新型的磁性元件和电容元件，减小谐振开关型变换器的体积和重量。
降低成本
通过优化电路设计和选用低成本的元件，降低谐振开关型变换器的制造成本。
04
谐振开关型变换器的应用
电源供应
高效能量转换
02
变换器在各种电子设备和系统中广泛应用，如计算机、通信设备、医疗设备等。
谐振开关型变换器的重要性
谐振开关型变换器是一种具有高效率、低噪声、低电磁干扰等优点的变换器，因此在许多领域中具有广泛的应用前景。
随着能源危机和环保意识的提高，节能减排成为当今社会的重要议题。谐振开关型变换器作为一种高效节能的电源解决方案，在节能减排方面具有重要作用。
辅助电路包括控制电路、驱动电路和保护电路等，用于实现系统的控制和保护功能。

LLC原理分析

同时输出电压不再对变压器嵌位，Lm+Lr与Cr一起谐振，谐振周期比 Lr,Cr谐振周期大得多。I_Lm近似一个恒流源。在t3时刻，通过Q2的电流很小，故关断损耗也很小。
a
5
LLC电路特性
•MOSFETs ZVS 开通. •MOSFET t3和t6时刻关断时，电流远小于负载电流，所以能减小关断损耗。 •副边二极管零电流关断，几乎没有反向恢复过程。 •LLC电路的开关损耗非常小，故工作频率可以设计的很高。.
a
3
阶段2(t1 to t2):
由于副边二极管D1导通，励磁电感Lm的电压被输出电压嵌位。在t2时刻，谐振电流I_Lr等于励磁电流I_Lm，输出电流为0。这个阶段持续了半个Lr与Cr谐振周期。
a
4
阶段3(t2 to t3):
在t2时刻，由于I_Lr和I_Lm相等，输出侧电流Io下降到零，二极管零电流关断。
LLC谐振电路
姜礼节
a
1
LLC 谐振变换器
LLC 谐振变换器属于半桥结构，电感Lr,Lm和电容Cr组成LLC谐振网络。
两个谐振频率：
f1 2
1 LrCr
f2
2
1 (LmLr)Cr
a
2
阶段1 (t0 to t1):
在t0时刻，Q2关断，原边电流流过Q1体二极管。原边电流 I_Lr比I_Lm上升快。 Lr与Cr之间开始串联谐振。输出电流开始上升。由于Q1的体二极管导通，Q1能够零电压导通。
a
10
直流特性
•工作区域可分为两个: ZCS 和ZVS。 •当开关频率比f1高时，变换器总是工作在ZVS条件下。
•当开关频率比f2低时，变换器总是工作在ZCS条件下。 •当开关频率在f1和f2之间时，负载将决定电路在哪个区域。 •工作在f1和f2之间时，开关损耗低。

谐振转换电路原理

谐振转换电路原理谐振转换电路是一种利用谐振现象产生或变换电压、电流的电路。

谐振转换电路有多种形式，包括LC谐振转换电路、RL谐振转换电路、RC谐振转换电路等。

本文将着重介绍LC谐振转换电路的原理。

谐振转换电路是基于谐振的原理工作的。

谐振是指在电路中，当电容和电感串联或平行连接时，电路对一定频率的电压或电流具有最大的响应。

谐振频率的大小取决于电容和电感的数值。

谐振频率和电容、电感和谐振电路性质有关，是一个电路的本身特性。

LC谐振转换电路是一种使用电感和电容来实现谐振的电路。

它的原理是通过周期性存储和释放能量，来实现对电压或电流的转换。

LC谐振转换电路有多种形式，包括串联谐振电路和平行谐振电路。

串联谐振电路包括一个电感和一个电容，它们串联在一起。

平行谐振电路则是将电感和电容并联在一起。

两种电路的谐振特性略有不同，但基本的工作原理是相似的。

当一个LC串联谐振电路被连接到一个交流电源上时，如果交流频率与电路的谐振频率相同，那么电路将对这个频率的电压或电流有最大的响应。

在这时，电路中存储的能量将周期性地在电感和电容之间来回转换，从而产生对电压或电流的放大效果。

另一方面，当电路的谐振频率和交流电源的频率不同时，电路将对这个频率的电压或电流有较小的响应。

这时，电路中存储的能量将不再周期性地在电感和电容之间来回转换，而是消耗在电路中。

这个现象被称之为反谐振。

LC谐振转换电路可以作为一个谐振频率选择器的功能，从而对电路调节高、低频谐振以实现对电路的频率选择和调节。

由于LC谐振转换电路可以实现谐振和反谐振现象，因此它可以被广泛应用在无线电通讯、振荡器、滤波器、变压器和电源等领域中。

在这些应用中，LC谐振转换电路可以实现对信号的放大、调节以及滤波等功能。

另外，RLC谐振转换电路还可以作为振荡器的功能，当与放大器连接时，在一定的工作条件下循环放大信号，用在通信、广播、电子钟、定时器、保护自动开关、运算、计数等电路。

如LED闪烁、激发发光二极管、交替显示器等电路。

谐振转换器工作原理

4．主开关电源电路（1）LLC谐振转换器工作原理随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用，已推出了不少高效率的电路，尤其是谐振型的软开关电源和PWM型的软开关电源。

近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电阻、寄生电容和反向恢复时间越来越小，这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。

对于谐振变换器来说，如果设计得当，能实现软开关变换，从而使得开关电源具有较高的效率。

LLC谐振变换器实际上来源于不对称半桥电路，后者用调宽型（PWM）控制，而LLC谐振是调频型（PFM）。

LLC谐振电路简图如图10所示，工作波形图如图11所示。

电路中有两只功率MOs管（S1和S2），其工作的占空比均为0.5。

谐振电容为Cs。

Tr为匝数相等的中心抽头变压器，其漏感为Ls，激磁电感为Lm（Lm在某个时间段也是一个谐振电感）。

从图11中不难看出，在LLC谐振变换器中，谐振元件主要由谐振电容Cs、电感Ls和激磁电感Lm组成，LLC变换器的稳态工作原理如下：当t=t1时，S2关断，谐振电流给S1的寄生电容放电，一直到S1上的电压为零，然后S1的体内二极管导通。

此阶段D1导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此只有Ls和Cs参与谐振。

当t=t2时，S1在零电压的条件下导通，变压器原边承受正向电压；D1继续导通，S2及D2截止。

此时Cs和Ls参与谐振，而Lm不参与谐振。

当t =t3时，S1仍然导通，而D1与D2处于关断状态，T：副边与电路脱开，此时Lm，Ls和Cs一起参与谐振。

由于实际电路中Lm>>Ls，因此在这个阶段中，可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。

当t=t4时，S1关断，谐振电流给S2的寄生电容放电，一直到S2上的电压为零，然后S2的体内二极管导通。

此阶段D2导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此只有Ls和Cs参与谐振。

当t=t5时，S2在零电压的条件下导通，Tr原边承受反向电压；D2继续导通，而S1和D1截止。

llc谐振变换器工作原理及作用

llc谐振变换器工作原理及作用
谐振变换器（LLC）是一种常用的电力电子变换器，它广泛应用于直流-
交流转换器中。

下面我将为您介绍LLC谐振变换器的工作原理和作用。

LLC谐振变换器的工作原理如下：首先，输入电压经过整流和滤波，得
到一个直流电压。

然后，这个直流电压经过谐振电感和谐振电容，并与主开
关的开关动作交替，形成一个交流电压。

这个交流电压经过变压器，输出到
负载。

LLC谐振变换器的主要作用是将输入直流电压转换为需要的交流电压。

它可以实现高效能的功率转换，并具有以下几个重要的特点：
1. 高效能：LLC谐振变换器采用谐振电感和谐振电容，能够减小开关损
耗和开关噪音，提高能量转换的效率。

2. 高可靠性：谐振变换器的主开关只在零电压或零电流下进行开关动作，减少了开关元件的压力和损耗，从而提高了系统的可靠性和寿命。

3. 可调性：LLC谐振变换器可以通过改变谐振电感和谐振电容的数值来
调整输出电压和电流的大小，从而满足不同负载的需求。

4. 低电磁干扰：谐振变换器通过谐振电路将电压和电流在零交流压力点
进行开关，减少了开关瞬态和电磁辐射，降低了对其他电子设备的干扰。

LLC谐振变换器是一种高效、可靠、可调的电力电子变换器，具有广泛
的应用前景。

它可以在直流-交流转换器中将输入直流电压转换为需要的交
流电压，同时还具备较低的开关损耗、低电磁干扰等优点。

dcdc中llc谐振变换器工作原理

dcdc中llc谐振变换器工作原理
LLC谐振变换器是一种常用的高频变换器，其工作原理如下：
1.输入电压加工作在非导通状态的功率开关管（如MOSFET）并接入电感Lr，产生电流。

2.当MOSFET导通时，电感Lr储存了能量，这时MOSFET截止且电容C输出电压被输出。

3.MOSFET截至后，电感Lr和电容C形成一个谐振电路。

谐
振电路中的能量开始通过二极管D输出。

4.当谐振电路中的能量完全输出后，再次触发MOSFET的导
通操作，使得新一轮的能量传输开始。

LLC谐振变换器的工作原理遵循以下几点特点：
1.谐振电路要求电感Lr和电容C的谐振频率与输入电压的频
率相同，以实现高效能量传输。

2.通过合理调整开关频率和占空比，可以实现谐振电路中能量
的最大化输出。

3.LLC谐振变换器采用谐振方式工作，能够实现高效能量转换
和低损耗。

4.通过控制开关管的导通和截止状态，可以实现输出电压的稳
定调节。

综上所述，LLC谐振变换器利用谐振电路的特性，实现了高效能量转换和稳定调节的功能。

llc谐振式变换器的工作原理.

1. 简要介绍LLC谐振式变换器在电力电子领域的应用和重要性Ⅱ、LLC谐振式变换器的基本结构和工作原理1. LLC谐振式变换器的基本结构和电路图示意2. 谐振电路的工作原理及其特点3. 变压器的作用和影响Ⅲ、LLC谐振式变换器的工作过程及特点1. 输入端的工作特点和功率因数矫正2. 谐振电路的工作过程和效率3. 输出端的特点和性能优势Ⅳ、LLC谐振式变换器的优势和应用1. 与传统变换器的比较2. 在新能源领域的应用3. 在电动汽车充电桩中的应用Ⅴ、LLC谐振式变换器的发展前景和挑战1. 发展趋势和市场前景2. 技术挑战和解决方案3. 未来发展的方向和可能性LLC谐振式变换器作为一种新型的电力电子变换器，在各种电子设备中有着广泛的应用。

它具有高效率、高稳定性和功率密度大等优点，因此在能源转换、新能源应用以及电动汽车充电桩中有着重要的地位。

本文将针对LLC谐振式变换器的工作原理进行深入探讨，以期能为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。

Ⅱ、LLC谐振式变换器的基本结构和工作原理1. LLC谐振式变换器的基本结构和电路图示意LLC谐振式变换器由LLC谐振电路和变压器两部分组成。

其中LLC谐振电路包括电感元件L、电容元件C和电容元件C，变压器包括输入侧和输出侧的绕组。

2. 谐振电路的工作原理及其特点在LLC谐振式变换器中，LLC谐振电路采用并联谐振的工作方式，利用电感元件L、电容元件C和电容元件C搭配在一起工作，以实现电能的转换和传输。

谐振电路在工作时具有共振频率的特性，能够有效提高系统的稳定性和效率。

3. 变压器的作用和影响变压器作为LLC谐振式变换器中的重要组成部分，其主要作用是实现电能的变换和传输。

其绕组的设计和数量会直接影响系统的输入输出电压和电流，对系统的稳定性和性能有着重要的影响。

Ⅲ、LLC谐振式变换器的工作过程及特点1. 输入端的工作特点和功率因数矫正LLC谐振式变换器在输入端能够实现电压的转换和调整，并且能够有效地进行功率因数的矫正，提高系统的能效。

二次消谐装置工作原理

二次消谐装置工作原理
二次谐振装置是一种调整系统电源电压谐振出现的装置。

其工作原理如下：
1. 提供电源：先将输入电源接入到二次谐振装置上。

2. 感应线圈产生磁场：二次谐振装置内部包含一个感应线圈，当电流通过感应线圈时，会产生一个磁场。

3. 产生感应电流：磁场与线圈周围的导体（如铁芯或铝盘）相互作用，感应出电流。

4. 产生反馈电压：感应出的电流经过整流和滤波处理后，作为反馈电压输入到反馈回路中。

5. 调整系统电源电压：反馈电压经过放大和分配等处理后，再次输入到系统的电源中，调整电源的电压。

6. 实现谐振：反馈电压的调整会使系统的电源电压趋于谐振状态，即电源电压与负载电压的频率和相位相同。

通过反馈作用，二次谐振装置能够实现对系统电源电压的谐振调整，使其稳定在设定的频率和相位，从而提高系统的稳定性和性能。

谐振变换器原理

谐振变换器原理
谐振变换器是一种电路，能将输入信号的频率放大到谐振频率附近，同时提供高电压输出。

其原理是利用电感和电容组成的谐振电路，在特定的频率下达到共振状态。

谐振变换器通常由一个电感和一个电容组成，并接在一个输入电源上。

当输入电源频率接近谐振频率时，电感和电容之间会形成一个谐振回路，这时输入电流会得到增强。

此时，谐振变换器的输出电流和输入电流相同，并且具有更高的电压。

谐振变换器的工作原理是基于共振现象。

在谐振频率下，电感和电容之间会储存大量的能量，这时输出电压会达到峰值。

而在其他频率下，电感和电容之间的能量交换较小，输出电压较低。

谐振变换器可以用于许多应用，如无线电传输、音频放大器和电力变换器。

在无线电传输中，谐振变换器可以将信号放大到合适的频率进行传输。

音频放大器使用谐振变换器可以提供更高的音量。

在电力变换器中，谐振变换器则可以将低电压电源转换为高电压输出，提供给需要高电压的设备。

总之，谐振变换器通过利用电感和电容的共振现象，可以将输入频率放大并提供高电压输出。

这种电路在许多领域有着广泛的应用。

llc谐振变换器(1)(1)

1.绪论1.1选题的目的、意义数字控制双向LLC谐振变换器属于电力电子技术领域,而且可以广泛应用于领域的金融、电信、政府、邮政服务、教育、交通、能源等,主要应用于动力蓄电池充电的电力、铁路、通信等部门。

现如今，直流转换器的分布式电源系统的运用越来越趋于科技化，包括多电技术领域中的飞机，航天器模块、还有通信领域以及计算机领域等都有它的身影。

由于世界各国对于宇宙空间站的需求越来越大，其价值也在不断提高，所以UC谐振变换器开始进入一些相关技术人员的研究视线范围内。

现阶段，相关技术人员对于LLC谐振变换器的分析基本上都是通过模拟控制的方法。

不过，尽管模拟控制在相应理论和实际操作上都具有一定的经验，但还是具有很多问题，包括系统的灵活性比较差，结论的可靠性不高，还有涉及到的电路都是比较繁琐复杂的。

另一方面，还有一种方法数字控制，相较于模拟控制，其对于复杂的电路具有很好的简化作用，对于一些电子元器件产生的接触不良或者电磁影响，它也能进行很好的检测和排除。

灵活性强，准确性高，耗时短使它独有的优势，所以，利用数字控制的方法对LLC谐振变换器展开深入的分析研究设计已然刻不容缓。

在电子电力技术领域，研究人员对于产品设备的实用性和性能的要求比较高，这便使软开关技术炙手可热，对其的研究和优化也在不断地尝试中，目前在双向开关变换器的领域中有很大的发展和运用。

此技术的特点是对于经常性拨动的开关，他能很好的减小其损坏的风险从而提高开关功率密度。

软开关技术可分为两类:零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)。

的LLC谐振变换器可以实现ZVS开关管和次级整流二极管的佐在宽输入电压或全负载范围的基础上自己的表现而不添加辅助电路，以此来减小开关损坏的风险，增加变换器的工作效率，就控制程度而言是比较容易的。

不过，利用数字控制的方法对LLC谐振变换器展开深入的分析研究设计是由一定的局限性的，一般针对于直流-直流变换器领域。

1.2研究现状现如今，能源在国际上占据的地位是非常显著的，包括我国在内的各个国家将能源的利用以及环境的保护也渐渐提上议程。

谐振转换电路原理

谐振转换电路原理
谐振转换电路，也称为谐振电路，是一种特殊的电路，由电感和电容两个元器件构成，这两个元器件可以串联或并联连接。

在谐振电路中，电流和电压的变化会不断地相互转换，并在某一特定频率下保持同步，同时电感和电容也会发生交替能量储存与释放。

谐振电路的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿。

在谐振状态下，电场能和磁场能的总和时刻保持不变。

因此，电源不必与电容或电感往返转换能量，只需要给电路中电阻所消耗的电能提供能量即可。

谐振电路有两种主要类型：串联谐振和并联谐振。

在串联谐振电路中，当串联回路电抗等于零时，电路发生谐振，此时等效阻抗最小，阻抗为纯电阻。

而在并联谐振电路中，当并联回路的感抗与容抗相等时，电路发生谐振。

需要注意的是，谐振电路在某些情况下可能会产生过高的电压或电流，从而损坏电路中的元器件。

因此，在设计谐
振电路时，需要仔细考虑电路的参数和条件，以确保电路的稳定性和可靠性。

浅谈谐振变换器

K的取值
K值对效率的影响：
K值越小，意味着对于相同的Lr ,其励磁电感越小，器件损耗会增大，效率降低。通常取K值在3~7之间。
Q的取值
对于同一个增益，不同负载下Q值是变化的，但Q值有一个最大值Qmax，如果Q>Qmax, LLC将进入ZCS区域。
Q的取值
由：
Z 2π f L
Q= o =
rr
fr2 = 2π
1
Cr Lm + Lr
M=
1
(1 +
1 k
−
1
kf
2 n
)
2
+ Q2( fn
−
1 )2 fn
品质因数：
Q = ωoL = 1 L R R Cs
k = Lm Lr
LLC的Q值曲线
根据LLC的增益函数，可以得到LLC的增益曲线 Q值减小
K的取值
K值对LLC的增益曲线的影响：
K值越小，Q值曲线越陡峭，要得到相同增益时，频率变化范围越小。 K值越大，Q值曲线越平缓，要得到相同增益时，频率变化范围越大。
谐振变换器概述
在变换器应用中，有一类将直流电变为高频正弦交流电的变换器，作为变换器的中间环节或者直接输出，主要应用于： 1. 雷达、通信中的射频功率放大器； 2. 感应炉的高频逆变器； 3. 使用高频正弦中间储能环节的谐振DC/DC变换器； 4. 日光灯的电弧装置； 5. 使用谐振储能或作为变压器的其他电力变换器
小的纹波电流。
串并联谐振电路（LCC）
L3 V4
Cs R
L3
Cp
R
V4
L
Cs
Cp
R
V
串并联谐振电路是串联谐振电路和并联谐振电路的结合，具有串联谐振和并联谐振的优点，轻载时呈现并联谐振的特性，重载时呈现串联谐振的特性，其固有谐振频率随负载的不同而改变。

谐振变压器工作原理

谐振变压器的工作原理谐振变压器是一种特殊的变压器，它利用谐振的原理来实现高效的能量传输。

谐振变压器由一个主谐振电路和一个副谐振电路组成，通过谐振电路中的谐振电容和谐振线圈实现能量的传输。

1. 谐振的基本原理谐振是指在一个物理系统中，当外界施加周期性的激励力时，系统会以特定的频率进行振动，振幅达到最大值的现象。

谐振的发生是因为系统在特定频率下的阻尼最小，能量损失最小。

在电路中，谐振是指电容和电感在特定频率下的阻抗匹配，使得电路中的电流和电压振幅达到最大值。

谐振频率由电容和电感的参数决定，可以通过以下公式计算：f=12π√LC其中，f是谐振频率，L是电感的感值，C是电容的容值。

2. 谐振变压器的结构谐振变压器由一个主谐振电路和一个副谐振电路组成。

主谐振电路由电感L1和电容C1组成，副谐振电路由电感L2和电容C2组成。

主谐振电路和副谐振电路通过磁耦合进行能量传输。

在谐振变压器中，主谐振电路是供能的一方，副谐振电路是接收能量的一方。

主谐振电路中的电容C1和电感L1形成了一个谐振回路，谐振频率由它们的参数决定。

副谐振电路中的电容C2和电感L2也形成了一个谐振回路，谐振频率由它们的参数决定。

主谐振电路和副谐振电路之间通过磁耦合进行能量传输。

主谐振电路中的电流通过磁耦合产生的磁场作用于副谐振电路，从而激发副谐振电路中的电流。

3. 谐振变压器的工作原理谐振变压器的工作原理可以分为两个阶段：激励阶段和传输阶段。

3.1 激励阶段在激励阶段，主谐振电路中的电容C1和电感L1形成一个谐振回路。

当主谐振电路中的电源施加一个周期性的激励信号时，电路中的电流开始振荡。

在振荡的初期，电流的振幅逐渐增大，同时磁场也逐渐增强。

当电流振幅达到最大值时，谐振回路中的能量也达到最大值。

此时，谐振回路中的电流和电压的相位差为零，电路中的能量全部储存于电感L1和电容C1中。

3.2 传输阶段在传输阶段，主谐振电路中的能量通过磁耦合传递给副谐振电路。

双向llc谐振变换器工作原理

双向llc谐振变换器工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠这个双向LLC谐振变换器的工作原理，可有趣啦。

咱先来说说啥是LLC谐振变换器吧。

你可以把它想象成一个超级聪明的小助手，专门负责电能的转换呢。

这个LLC呀，有三个主要的元件，就像三个小伙伴一起合作，它们是电感（L）、电容（C），还有一个电感（L），所以就叫LLC啦。

这几个元件凑在一起，可不是瞎玩的，它们之间会产生一种特殊的关系，就叫谐振。

这谐振啊，就像是它们三个在唱一首和谐的歌，频率都对上了，可美妙了。

那这个谐振有啥用呢？这用处可大了去了。

当电路发生谐振的时候，电能在这几个元件之间来回穿梭，就像小朋友在游乐园里玩滑梯一样，特别顺畅。

这种顺畅就带来了一个超级棒的效果，那就是可以让变换器的效率变得特别高。

你想啊，电能传输的时候没有什么阻碍，就像汽车在宽阔的高速公路上飞驰，损耗自然就小啦。

现在咱们再来说说这个双向是怎么回事。

双向就像是这个变换器有两个小脸蛋，一边能把电能从一个地方送到另一个地方，另一边呢，还能把电能再送回来。

比如说，在一些储能系统里，电能可能要从电网充到电池里，这就是一个方向。

等电池里的电要用到电器上或者再送回电网的时候，这个双向LLC谐振变换器就能把电能按照另一个方向传送啦。

这就像一个小快递员，不仅能把包裹从A地送到B地，还能把B 地的东西再带回A地呢。

那它具体是怎么实现这个双向转换的呢？当电能从一个方向传输的时候，比如说从电源到负载。

电源先给电路提供一个电压，这个电压会让谐振电路里的电流开始按照谐振的频率流动。

这时候，电感和电容就开始它们的表演啦。

电感像是一个小管家，它会储存电能，还会控制电流的变化，不让电流一下子变得太大或者太小。

电容呢，就像是一个小水库，它可以储存电荷，也能在需要的时候释放电荷。

通过它们的合作，电能就可以顺利地到达负载啦。

当电能要反向传输的时候，情况有点类似，但又有点不同哦。

负载那边的电能会进入这个变换器，然后同样在谐振电路里折腾。

xl-ZVS2-负载谐振

Z ( jω ) = R + 1 jω C '
C =
'
C 1 − ω 2 LC
¾阻抗的频率特性
若 ω > ω o 容性
ω < ω o 感性
¾ 若电压幅值不变，改变电源的频率，则因为回路阻抗变化，负载回路电流变化，负载上消耗的功率变化调f→调功 ¾ ω=ωo时，负载上可得到最大功率。ω越偏离ωo，负载上得到的功率越小
Vd iLr (t ) = sin ωr (t − t0 ) Zr
(6-7)
谐振电感和谐振电容所储的能量相互交换。谐振电感电流围绕x轴双向变化，最大值为仅决定于电源电压和特征阻抗。
I Lr max = Vd / Zr
谐振电容电压围绕Vd无阻尼的振荡，最大值为2倍的输入电压
2 ）负载与谐振电容并联的串联谐振电路
ν Cr ( t ) = Vd − (Vd − VCr 0 ) cos ωr ( t − t0 ) + Z r ( I Lr 0 − I 0 ) sin ωr ( t − t0 )
Vd − VCr 0 iLr ( t ) = I o + ( I Lr 0 − I 0 ) cos ωr ( t − t0 ) + sin ωr ( t − t0 ) Zr
iLr − iCr = I o
ν Cr
diLr = Vd − Lr dt
ν Cr ( t ) = Vd − (Vd − VCr 0 ) cos ωr ( t − t0 ) + Z r ( I Lr 0 − I 0 ) sin ωr ( t − t0 )
Vd − VCr 0 iLr ( t ) = I o + ( I Lr 0 − I 0 ) cos ωr ( t − t0 ) + sin ωr ( t − t0 ) Zr

LLC谐振转换器原理及设计方案

LLC谐振转换器原理及设计方案时间：2010-05-07 01:05:16 来源：今日电子作者：飞兆半导体公司Jintae Kim 多种类型的LED TV主功率级拓扑相继推出，比如非对称半桥转换器、双开关正激转换器和LLC谐振转换器。

其中，LLC谐振转换器虽然相比其他转换器具有更多优势，但因为其设计复杂困难，所以在过去很少受到关注。

不过，这几年间，IC制造商已开发出用于LLC谐振转换器的控制器，而且发表了许多相关技术说明和设计工具，让其设计变得更容易，并使得这种技术获得更多的关注。

现在，LLC谐振转换器已经成为LED TV最流行的主功率级拓扑。

LLC谐振转换器的出色优点有：（1）在整个负载范围(包括轻载)下都是以ZVS(zero voltage switching，零电压开关)条件工作，从而实现高效率；（2）工作频率变化范围比较窄，便于高频变压器和输入滤波器的设计；（3）初级端所用开关的电压应力被钳位在输入电压上，而次级端两个二极管上的电压始终等于中心抽头变压器输出电压的两倍。

LLC谐振转换器可以工作在两个不同类型的ZVS区域之内。

一个被称为“上区域(above region)”(或上谐振工作区域)，这里，初级端的环流变小，但次级端上的二极管为硬开关。

另一个是“下区域”(或下谐振工作区域)，这时，次级端上的二极管可实现软开关。

本文将简单介绍LLC谐振转换器的工作原理和工作区域，此外还将讨论其设计步骤。

图1 LLC谐振转换器的基本电路LLC谐振转换器的工作原理图1所示为LLC谐振转换器的基本电路。

LLC谐振转换器一般包含一个带MOSFET的控制器、一个谐振网络和一个整流器网络。

控制器以50%的占空比交替为两个MOSFET提供门信号，随负载变化而改变工作频率，调节输出电压Vout，这称为脉冲频率调制(PFM)。

谐振网络包括两个谐振电感和一个谐振电容。

谐振电感Lr、Lm与谐振电容Cr主要作为一个分压器，其阻抗随工作频率而变化(见式1)，以获得所需的输出电压。

很完整的LLC原理讲解

很完整的LLC原理讲解来源：ittbank与传统PWM（脉宽调节）变换器不同，LLC是一种通过控制开关频率（频率调节）来实现输出电压恒定的谐振电路。

它的优点是：实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。

学习并理解LLC，我们必须首先弄清楚以下两个基本问题：1.什么是软开关；2.LLC电路是如何实现软开关的。

由于普通的拓扑电路的开关管是硬开关的，在导通和关断时MOS 管的Vds电压和电流会产生交叠，电压与电流交叠的区域即MOS管的导通损耗和关断损耗。

如图所示：为了降低开关管的开关损耗，提高电源的效率，有零电压开关(ZVS) 和零电流开关（ZCS)两种软开关办法。

1零电压开关 (ZVS)开关管的电压在导通前降到零，在关断时保持为零。

2零电流开关（ZCS)使开关管的电流在导通时保持在零，在关断前使电流降到零。

由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的成绩（V*I）有关，当采用零电压ZVS导通时，开关管上的电压几乎为零，所以导通损耗非常低。

►Vin为直流母线电压，S1，S2为主开关MOS管（其中Sc1和Sc2分别为MOS管S1和S2的结电容，并联在Vds上的二极管分别为MOS管S1和S2的体二极管），一起受控产生方波电压；►谐振电容Cr 、谐振电杆Lr 、励磁电杆Lm一起构成谐振网络；►np，ns为理想变压器原副边线圈；►二极管D1, 二极管D2，输出电容Co一起构成输出整流滤波网络。

那么LLC电路是怎么实现软开关的呢？要实现零电压开关，开关管的电流必须滞后于电压，使谐振槽路工作在感性状态。

LLC 开关管在导通前，电流先从开关MOS管的体二极管（S到D）内流过，开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V（二极管压降），此时让开关MOS管导通，可以实现零电压导通；在关断前，由于D-S 间的电容电压为0V而且不能突变，因此也近似于零电压关断（实际也为硬关断）。

谐振变换器

L C
③（t3~t4）阶段：
Ui
D
Io
t3时刻以后，L向C反向充电，uC S 继续下降，直到t4时刻uC=0。 O (t1~t4)阶段的谐振提供了零电压开 us(uc) 通条件。
t
在整个（t1~t4）阶段：
u c U m sin0 (t - t1 ) U i U m I o Z0 L Z0 C (8 32)
L
Ui
Co
Io
Ui
2Ui
t0 t
3、（t4~t6）阶段： uc 线性变化阶段
(t1~t4)阶段的谐振提供了零 iL 电流关断条件，开关S在零电流下关断，电容C继续向负载放电，在该阶段：
u c U C3 Io (t - t 4 ) C (8 27 )
S Ts
t
Io
Io+Im
t
Ui
us
t
uD
t6时刻， uc=0。
Co Io
uC Ui t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 2Ui t0
t
4、(t6~t0)阶段：
S为断态，D为通态。该模式一直持续到开关S下一次开通。
iL
S Ts
t
Io
Io+Im
t
us Ui
t
uD D
Io
uC Ui t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6
2Ui t0
S Ts
t
iL
Io Io+Im
t
us Ui
t
uD uC Ui t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 2Ui t0
t
（二）M型零电流（ZCS）谐振变换器（见教材）
二、零电压（ZVS）准谐振变换器