LLC谐振电路工作原理及参数设计演示文稿
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LLC谐振电路工作原理及参数设计演示文稿
第1页，共61页。
第1章 谐振电路简介 第2章 LLC拓扑原理 第3章 参数设计计算 第4章 L6599芯片介绍 第5章 设计注意事项
第2页，共61页。
谐振电路简介
谐振现象: 含有RLC 的无源单口网络在正弦激励作用下, 对于
某些频率出现端口电压、电流同相位。
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右向左 刚好回零
此时Q1 ON,Vin 通过变压器向副边传递能量 谐振电流反向为从左向右,逐渐变大 因fs=fr1,谐振电流与激磁电流刚好相等 ,Q1关断,D1 ZCS关断,此阶段结束
在Q1关断时刻,由于电感中的电流不能突变 ,Vin向Coss1充电,此时Coss2放电 由于fs>fr1,此时谐振电流大于励磁电流。因 此谐振电流迅速减小到励磁电流。在谐振电
变压器副边无电流，二极管D2零电流关 断，实现ZCS Q2也关断
第19页，共61页。
fs=fr1
2/6
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 2/6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1,D2 OFF (死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q2关断时刻,由于电感中的电流不能突变,将 继续向Coss2中充电 此时副边能量由Cout提供,因死区时间很短,副 边不需要电感
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的,而 且没有回零
在Q2体二极管导通时刻,Q2 ON,实现ZVS开通 当 Q2 导通后，谐振电流通过 Q2 反向流通 ，谐振电流大于激磁电流，副边二极管
第28页，共61页。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase5 /6)
5/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1 OFF(死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的, 而且没有回零
谐振条件： X = XL - XC
=0
谐振分类： 1、串联谐振 2、并联谐振
第3页，共61页。
谐振电路简介 串联谐振
一、谐振条件与谐振频率：
谐振条件： XXLXC
L 1 0
谐振频率：
C
1 LC
0
或
f0
2
1 LC
谐振产生方法：
1）信号源给定，改变电路参数；
2）电路给定，改变信号源频率。
第4页，共61页。
1 f r1 2 Lr C sr
fr 2 2
1
Lr (C sr
//
C
）
pr
显然，fr2<fr1。由直流特性曲线可知：
① 当fr2<fs<fr1时，MOSFET工作在ZCS区域，对于MOSFET而 言，ZVS模式下开关损耗较ZCS模式要小；
② 为了满足ZVS，fs>fr1，这样低频谐振点没有利用。 从这个方案可以看出，可以利用双谐振网络来实现ZVS，如果
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 1/6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Cr Ls
Vin
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
设定初始条件为:谐振回路中电流到零(在Q2 导通时间内)
此时间内Q1 OFF,Q2 ON,D2 ON
变压器向副边传递能量
因fs=fr1,此阶段结束时刻，谐振电流与激磁 电流刚好相等
对于谐振电路而言，要使其呈现感性状态，必须使外加激励的频 率高于谐振频率。因此对于LLC，其最小开关频率不能低于 fr2. 从开 关频率与谐振频率的关系来看，LLC的工作状态分为 fs=fr1, fs>fr1,fr2<fs<fr1三种工作状态。
第18页，共61页。
fs=fr1
1/6
Q1 OFF Q2 ON
将LCC的直流特性左右翻转，那么低频谐振点就可以利用上。因此， 出现了特性较好的谐振变换器LLC结构。
第15页，共61页。
LLC电路拓朴原理
LLC形式
第16页，共61页。
LLC电路拓朴原理
对于LLC电路，存在两个谐振频率：
1
f r1 2 LrC r
fr2
2
1 （Lr
Lm )Cr
显然，fr1>fr2。由直流特性曲线可知： ① 当fs>fr2时，MOSFET工作在ZVS区域，对于MOSFET而言，ZVS模
在Q1关断时刻,由于电感中的电流不能突变,Vin 向Coss1充电,此时Coss2放电 此时副边能量由Cout提供,因死区时间很短, 副边不需要电感
当 VCoss2=0时,Q2的体二极管导通
第23页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase6 /6)
6/6
D2导通向负载提供能量 同时Lm进行正向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
当 fs=fr1时，从上面的分析及波形可以看到，原边电流波形为正弦波 ，Q1,Q2 都是 ZVS,副边二极管 D1,D2 都是 ZCS。Lm没有参与谐振。
第24页，共61页。
fs>fr1
1/6
Q1 OFF Q2 ON
(Phase1 /6)
Q2关断 Q2关断时刻,二极管D2电流没到零
第25页，共61页。
fs>fr1
2/6
(Phase2 /6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Vin
Q1 Coss1 Cr Ls
Coss2 Lm
Q2
n:1:1 D1
Cout
Vout
D2
Q1,Q2,D1 OFF (死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q2关断时刻,由于电感中的电流不能突变 ,将继续向Coss2中充电 当 VCoss2≥Vin时,Q1的体二极管导通 由于fs>fr1,此时谐振电流大于励磁电流。因此
第9页，共61页。
SRC（串联谐振电路）
电路中电感与电容串联，形成一个串联谐振腔。这个 谐振腔的阻抗与负载串联，则由于其串联分压作用，增 益总是小于1。谐振腔的阻抗与频率有关，在其谐振频率 fr下阻抗最小，此时的增益也最大。
第10页，共61页。
SRC的直流特性曲线
根据电路的直流特性可知： ① fs>fr时,开关管 Q-->ZVS； ② 轻载时，fs要变化很大才能保证
输出电压不变; ③ Vin增大时,fs增大使输出电压保
持不变。 此时谐振腔的阻抗也增大，则谐
振腔内有很高的能量在循环，而并 没有把这些能量供给负载，并且使
半导体器件的应力增大。
因此，串联谐振变换器存在一些不利因素：轻载调整率高、 高的谐振能量、高输入电压时较大的关断电流。
第11页，共61页。
PRC（并联谐振电路）
谐振电流迅速减小到励磁电流。在谐振电流减
小到励磁电流前，
变压器副边仍有电流流动，变压器原边仍被箝位，因此谐振电流的下降斜率为（Vc-n.Vo)/Ls,(Vc 为谐振电容上 的电压)。副边整流二极管 D2 上的电流逐渐减小，当谐振电流等于励磁电流的时候，D2的电流减小到0，实现
ZCS
第26页，共61页。
第8页，共61页。
谐振电路拓朴原理
谐振变换器之所以得到重视和研究，是因为在谐振 时电流或电压周期性过零，利用这一点实现软开关， 可以降低开关损耗，提高功率变换器的效率。
谐振功率变化器有以下三种：SRC（Series Resonance Circuit）、PRC（Parallel Resonance Circuit）、SPRC（Series-Parallel Resonance Circuit，又称LLC）。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase3 /6)
3/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lp
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q1体二极管导通时刻,Q1 ON,实现ZVS开
与SRC相比，PRC优点：在轻载时，频率变化不大即可保证 输出电压不变。
PRC的缺点：高的谐振能量、高输入电压时关断电流较大会 引起较大的关断损耗。
第13页，共61页。
SPRC（串并联谐振电路）
串并联谐振电路有两种形式。
LCC形式
第14页，共61页。
SPRC（串并联谐振电路）
对于LCC电路，存在两个谐振频率：
Im=U/R 5) L、C端出现过电压:
UL=UC=QU 6) 相量图
•
U İ
（电流与电压同相位）
第6页，共61页。
谐振电路简介
串联谐振电路阻抗
ZU I RjLj1C | Z|| RjLj1C|
并联谐振电路的阻抗计算?
第7页，共61页。
第1章 谐振电路简介 第2章 LLC拓扑原理 第3章 参数设计计算 第4章 L6599芯片介绍 第5章 设计注意事项
在Q1体二极管导通时刻,Q1 ON,实现ZVS开通 当 Q1 导通后，谐振电流通过 Q1 反向流通，
谐振电流大于激磁电流，副边二极管D1导通向负载 提供能量
同时Lm进行反向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
第21页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
4/6
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 4/6)
第12页，共61页。
PRC的直流特性曲线
根据其直流特性可知： ① fs>fr时，实现软开关；
② 轻载时，fs并不要变化很大来 维持输出电压不变；
③ Vin增大时，fs增大来维持输出电 压不变。
此时谐振腔内循环的能量依然很 大，即使是在轻载的条件下，由于 负载与电容并联，仍然有一个比较 小的串联阻抗。
当 VCoss2≥Vin时,Q1的体二极管导通
第20页，共61页。
fs=fr1
3/6
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 3/6)
Q1 OFF Q2 ON
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左的, 而且没有回零
通
当 Q1 导通后，谐振电流通过 Q1 反向流通，谐 振电流大于激磁电流，副边二极管D1导通向负
载提供能量
同时Lm进行反向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
第27页，共61页。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase4 /6)
4/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
谐振电路简介
谐振参数：
1、谐振阻抗：谐振时电路的输入阻抗Z0 串联谐振电路： Z0=R
2、特征阻抗：谐振时的感抗或容抗。 串联谐振电路：
0L10C
L C
3、品质因数：
Q Z0
0L
R
1 0C
R
L /C R
第5页，共61页。
谐振电路简介
串联谐振特性
1）阻抗最小：Z0=R 2) u-i = 0 3) cos =1 4) 电流达到最大值：
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右向 左刚好回零
此时Q1 ON,Vin 通过变压器向副边传递 能量
谐振电流反向为从左向右,逐渐变大 因fs>fr1,此阶段结束时刻，谐振电流>激 磁电流
Q1关断 Q1关断时刻,二极管D2电流没到零
式下开关损耗较ZCS模式要小； ② 在轻载时，LLC谐振变换器的开关频率变化很小，即使在空载时它也
具备零电压开关能力。
第17页，共61页。
LLC电路拓朴原理
LLC变换器的模态分析
根据LLC谐振变换器的直流增 益特性可以将其分为三个工作区 域。
通常将LLC谐振变换器设计工 作在区域1和2，工作区域3 是 ZCS工作区。对于MOSFET而言 ，ZVS模式的开关损耗比ZCS模 式的开关损耗要小。
第22页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase5 /6)
5/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1,D2 OFF(死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的, 而且没有回零
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
设定初始条件为:谐振回路中电流到零(在Q2导通
时间内) 此时间内Q1 OFF,Q2 ON,D2 ON 变压器向副边传递能量
因fs>fr1,此阶段结束时刻，谐振电流>激磁电流
第1页，共61页。
第1章 谐振电路简介 第2章 LLC拓扑原理 第3章 参数设计计算 第4章 L6599芯片介绍 第5章 设计注意事项
第2页，共61页。
谐振电路简介
谐振现象: 含有RLC 的无源单口网络在正弦激励作用下, 对于
某些频率出现端口电压、电流同相位。
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右向左 刚好回零
此时Q1 ON,Vin 通过变压器向副边传递能量 谐振电流反向为从左向右,逐渐变大 因fs=fr1,谐振电流与激磁电流刚好相等 ,Q1关断,D1 ZCS关断,此阶段结束
在Q1关断时刻,由于电感中的电流不能突变 ,Vin向Coss1充电,此时Coss2放电 由于fs>fr1,此时谐振电流大于励磁电流。因 此谐振电流迅速减小到励磁电流。在谐振电
变压器副边无电流，二极管D2零电流关 断，实现ZCS Q2也关断
第19页，共61页。
fs=fr1
2/6
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 2/6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1,D2 OFF (死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q2关断时刻,由于电感中的电流不能突变,将 继续向Coss2中充电 此时副边能量由Cout提供,因死区时间很短,副 边不需要电感
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的,而 且没有回零
在Q2体二极管导通时刻,Q2 ON,实现ZVS开通 当 Q2 导通后，谐振电流通过 Q2 反向流通 ，谐振电流大于激磁电流，副边二极管
第28页，共61页。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase5 /6)
5/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1 OFF(死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的, 而且没有回零
谐振条件： X = XL - XC
=0
谐振分类： 1、串联谐振 2、并联谐振
第3页，共61页。
谐振电路简介 串联谐振
一、谐振条件与谐振频率：
谐振条件： XXLXC
L 1 0
谐振频率：
C
1 LC
0
或
f0
2
1 LC
谐振产生方法：
1）信号源给定，改变电路参数；
2）电路给定，改变信号源频率。
第4页，共61页。
1 f r1 2 Lr C sr
fr 2 2
1
Lr (C sr
//
C
）
pr
显然，fr2<fr1。由直流特性曲线可知：
① 当fr2<fs<fr1时，MOSFET工作在ZCS区域，对于MOSFET而 言，ZVS模式下开关损耗较ZCS模式要小；
② 为了满足ZVS，fs>fr1，这样低频谐振点没有利用。 从这个方案可以看出，可以利用双谐振网络来实现ZVS，如果
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 1/6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Cr Ls
Vin
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
设定初始条件为:谐振回路中电流到零(在Q2 导通时间内)
此时间内Q1 OFF,Q2 ON,D2 ON
变压器向副边传递能量
因fs=fr1,此阶段结束时刻，谐振电流与激磁 电流刚好相等
对于谐振电路而言，要使其呈现感性状态，必须使外加激励的频 率高于谐振频率。因此对于LLC，其最小开关频率不能低于 fr2. 从开 关频率与谐振频率的关系来看，LLC的工作状态分为 fs=fr1, fs>fr1,fr2<fs<fr1三种工作状态。
第18页，共61页。
fs=fr1
1/6
Q1 OFF Q2 ON
将LCC的直流特性左右翻转，那么低频谐振点就可以利用上。因此， 出现了特性较好的谐振变换器LLC结构。
第15页，共61页。
LLC电路拓朴原理
LLC形式
第16页，共61页。
LLC电路拓朴原理
对于LLC电路，存在两个谐振频率：
1
f r1 2 LrC r
fr2
2
1 （Lr
Lm )Cr
显然，fr1>fr2。由直流特性曲线可知： ① 当fs>fr2时，MOSFET工作在ZVS区域，对于MOSFET而言，ZVS模
在Q1关断时刻,由于电感中的电流不能突变,Vin 向Coss1充电,此时Coss2放电 此时副边能量由Cout提供,因死区时间很短, 副边不需要电感
当 VCoss2=0时,Q2的体二极管导通
第23页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase6 /6)
6/6
D2导通向负载提供能量 同时Lm进行正向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
当 fs=fr1时，从上面的分析及波形可以看到，原边电流波形为正弦波 ，Q1,Q2 都是 ZVS,副边二极管 D1,D2 都是 ZCS。Lm没有参与谐振。
第24页，共61页。
fs>fr1
1/6
Q1 OFF Q2 ON
(Phase1 /6)
Q2关断 Q2关断时刻,二极管D2电流没到零
第25页，共61页。
fs>fr1
2/6
(Phase2 /6)
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Vin
Q1 Coss1 Cr Ls
Coss2 Lm
Q2
n:1:1 D1
Cout
Vout
D2
Q1,Q2,D1 OFF (死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q2关断时刻,由于电感中的电流不能突变 ,将继续向Coss2中充电 当 VCoss2≥Vin时,Q1的体二极管导通 由于fs>fr1,此时谐振电流大于励磁电流。因此
第9页，共61页。
SRC（串联谐振电路）
电路中电感与电容串联，形成一个串联谐振腔。这个 谐振腔的阻抗与负载串联，则由于其串联分压作用，增 益总是小于1。谐振腔的阻抗与频率有关，在其谐振频率 fr下阻抗最小，此时的增益也最大。
第10页，共61页。
SRC的直流特性曲线
根据电路的直流特性可知： ① fs>fr时,开关管 Q-->ZVS； ② 轻载时，fs要变化很大才能保证
输出电压不变; ③ Vin增大时,fs增大使输出电压保
持不变。 此时谐振腔的阻抗也增大，则谐
振腔内有很高的能量在循环，而并 没有把这些能量供给负载，并且使
半导体器件的应力增大。
因此，串联谐振变换器存在一些不利因素：轻载调整率高、 高的谐振能量、高输入电压时较大的关断电流。
第11页，共61页。
PRC（并联谐振电路）
谐振电流迅速减小到励磁电流。在谐振电流减
小到励磁电流前，
变压器副边仍有电流流动，变压器原边仍被箝位，因此谐振电流的下降斜率为（Vc-n.Vo)/Ls,(Vc 为谐振电容上 的电压)。副边整流二极管 D2 上的电流逐渐减小，当谐振电流等于励磁电流的时候，D2的电流减小到0，实现
ZCS
第26页，共61页。
第8页，共61页。
谐振电路拓朴原理
谐振变换器之所以得到重视和研究，是因为在谐振 时电流或电压周期性过零，利用这一点实现软开关， 可以降低开关损耗，提高功率变换器的效率。
谐振功率变化器有以下三种：SRC（Series Resonance Circuit）、PRC（Parallel Resonance Circuit）、SPRC（Series-Parallel Resonance Circuit，又称LLC）。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase3 /6)
3/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lp
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左 的,而且没有回零 在Q1体二极管导通时刻,Q1 ON,实现ZVS开
与SRC相比，PRC优点：在轻载时，频率变化不大即可保证 输出电压不变。
PRC的缺点：高的谐振能量、高输入电压时关断电流较大会 引起较大的关断损耗。
第13页，共61页。
SPRC（串并联谐振电路）
串并联谐振电路有两种形式。
LCC形式
第14页，共61页。
SPRC（串并联谐振电路）
对于LCC电路，存在两个谐振频率：
Im=U/R 5) L、C端出现过电压:
UL=UC=QU 6) 相量图
•
U İ
（电流与电压同相位）
第6页，共61页。
谐振电路简介
串联谐振电路阻抗
ZU I RjLj1C | Z|| RjLj1C|
并联谐振电路的阻抗计算?
第7页，共61页。
第1章 谐振电路简介 第2章 LLC拓扑原理 第3章 参数设计计算 第4章 L6599芯片介绍 第5章 设计注意事项
在Q1体二极管导通时刻,Q1 ON,实现ZVS开通 当 Q1 导通后，谐振电流通过 Q1 反向流通，
谐振电流大于激磁电流，副边二极管D1导通向负载 提供能量
同时Lm进行反向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
第21页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
4/6
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 4/6)
第12页，共61页。
PRC的直流特性曲线
根据其直流特性可知： ① fs>fr时，实现软开关；
② 轻载时，fs并不要变化很大来 维持输出电压不变；
③ Vin增大时，fs增大来维持输出电 压不变。
此时谐振腔内循环的能量依然很 大，即使是在轻载的条件下，由于 负载与电容并联，仍然有一个比较 小的串联阻抗。
当 VCoss2≥Vin时,Q1的体二极管导通
第20页，共61页。
fs=fr1
3/6
Q1 OFF Q2 ON
Q1 ON Q2 OFF
(Phase 3/6)
Q1 OFF Q2 ON
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右到左的, 而且没有回零
通
当 Q1 导通后，谐振电流通过 Q1 反向流通，谐 振电流大于激磁电流，副边二极管D1导通向负
载提供能量
同时Lm进行反向励磁 当ILs=0时,此阶段结束
第27页，共61页。
fs>fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase4 /6)
4/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
谐振电路简介
谐振参数：
1、谐振阻抗：谐振时电路的输入阻抗Z0 串联谐振电路： Z0=R
2、特征阻抗：谐振时的感抗或容抗。 串联谐振电路：
0L10C
L C
3、品质因数：
Q Z0
0L
R
1 0C
R
L /C R
第5页，共61页。
谐振电路简介
串联谐振特性
1）阻抗最小：Z0=R 2) u-i = 0 3) cos =1 4) 电流达到最大值：
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
在上个阶段结束时,Cr中的电流是从右向 左刚好回零
此时Q1 ON,Vin 通过变压器向副边传递 能量
谐振电流反向为从左向右,逐渐变大 因fs>fr1,此阶段结束时刻，谐振电流>激 磁电流
Q1关断 Q1关断时刻,二极管D2电流没到零
式下开关损耗较ZCS模式要小； ② 在轻载时，LLC谐振变换器的开关频率变化很小，即使在空载时它也
具备零电压开关能力。
第17页，共61页。
LLC电路拓朴原理
LLC变换器的模态分析
根据LLC谐振变换器的直流增 益特性可以将其分为三个工作区 域。
通常将LLC谐振变换器设计工 作在区域1和2，工作区域3 是 ZCS工作区。对于MOSFET而言 ，ZVS模式的开关损耗比ZCS模 式的开关损耗要小。
第22页，共61页。
fs=fr1
Q1 OFF Q2 ON
(Phase5 /6)
5/6
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
Q1,Q2,D1,D2 OFF(死区时间) 在上个阶段结束时,Cr中的电流是从左到右的, 而且没有回零
Q1 ON Q2 OFF
Q1 OFF Q2 ON
Q1 Coss1
Vin
Cr Ls
n:1:1 D1 Cout
Coss2 Lm
Q2
Vout
D2
设定初始条件为:谐振回路中电流到零(在Q2导通
时间内) 此时间内Q1 OFF,Q2 ON,D2 ON 变压器向副边传递能量
因fs>fr1,此阶段结束时刻，谐振电流>激磁电流