一、变换器事理
图1 LLC谐振变换器
图 1a 显示了 LLC 谐振半桥转换器的范例拓扑。该电路与图 1b 中的电路非常相似。为方便起见，将图 1b 复制为图 1b，个中串联元故旧换，以便与图 1a 进行并排比较。图 1a 中的转换器配置具有三个紧张部分：
1、功率开关 Q1 和 Q2 常日是 MOSFET，配置为形成方波发生器。该发生器通过驱动开关 Q1 和 Q2 产生单极方波电压 Vsq，每个开关的占空比为 50%。连续转换之间须要一个小的去世区韶光，以防止交叉传导的可能性并为实现 ZVS 留出韶光。
2、谐振电路，也称为谐振网络，由谐振电容 Cr 和两个电感——串联谐振电感 Lr 和变压器的励磁电感 Lm。变压器匝数比为 n。谐振网络循环电流，因此，能量循环并通过变压器通报到负载。变压器的低级绕组吸收双极方波电压 Vso。该电压被传输到次级侧，变压器同时供应电气隔离和匝数比，以向输出供应所需的电压电平。在图 1b 中，负载 R'L 包括图 3a 的负载 RL 以及来自变压器和输出整流器的损耗。
3、在转换器的次级侧，两个二极管构成一个全波整流器，将互换输入转换为直流输出并为负载 RL 供电。输出电容器平滑整流后的电压和电流。整流器网络可以实现为全波桥或中央抽头配置，带有电容输出滤波器。整流器也可以与 MOSFET 一起实现，形成同步整流以减少传导损耗，特殊有利于低电压和高电流运用。
二、 事情过程
1、SRC 中的谐振频率
从根本上说，SRC 的谐振网络在谐振频率下对正弦电流呈现最小阻抗，而与输入端施加的方波电压的频率无关。这有时称为谐振电路的选择特性。阔别谐振，电路呈现更高的阻抗水平。然后，要循环并传送到负载的电流或干系能量的量紧张取决于给定负载阻抗在该频率下的谐振电路阻抗值。随着方波发生器的频率发生变革，谐振电路的阻抗也会发生变革，以掌握通报给负载的那部分能量。
一个 SRC 只有一个谐振，即串联谐振频率，表示为
峰值谐振时的电路频率 fc0 始终即是其 f0。因此，SRC 须要较宽的频率变革以适应输入和输出变革。
2、LLC 电路中的 fc0、f0 和 fp
但是，LLC 电路不同。添加第二个电感 (Lm) 后，LLC 电路在峰值谐振 (fc0) 处的频率成为负载的函数，随着负载的变革在 fp ≤ fc0 ≤ f0 的范围内移动。f0 仍由方程（1）描述，极点频率由方程（1）描述
空载时，fc0 = fp。随着负载的增加，fc0 向 f0 移动。在负载短路时，fc0 = f0。因此，LLC 阻抗调度遵照 fp ≤ fc0 ≤ f0 的一系列曲线，这与 SRC 中的不同，个中一条曲线定义了 fc0 = f0。这有助于降落 LLC 谐振转换器所需的频率范围，但会使电路剖析繁芜化。
从图 1b 中可以明显看出，等式 (1) 所描述的 f0 无论负载如何都始终为真，但等式 (2) 所描述的 fp 仅在无负载时才为真。稍后将显示，大多数情形下，LLC 转换器设计为在 f0 附近运行。由于这个缘故原由和其他有待阐明的缘故原由，f0 是转换器操作和设计的关键成分。
3、在 f0 处、低于和高于 f0 处事情
LLC谐振转换器的操作的特色在于开关频率(表示为fsw)与串联谐振频率(f0)的关系。图 2 解释了 LLC 谐振转换器的范例波形，其开关频率处于、低于或高于串联谐振频率。图表从上到下显示了 Q1 栅极 (Vg_Q1)、Q2 栅极 (Vg_Q2)、开枢纽关头点电压 (Vsq)、谐振电路的电流 (Ir)、磁化电流 (Im) 和次级 侧二极管电流 (Is)。把稳原边电流是励磁电流和以原边为基准的副边电流之和；但是，由于励磁电流仅在低级侧流动，它对从低级侧电源传输到次级侧负载的功率没有贡献。
图2 LLC谐振转换器的工模式
A、事情在谐振频率（图2 a）
在这种模式下，开关频率与串联谐振频率相同。当开关 Q1 关断时，谐振电流低落到磁化电流的值，不再向次级侧传输功率。该电路通过延迟开关 Q2 的导通韶光，实现低级侧 ZVS 并得到次级侧整流二极管的软换向。实现 ZVS 的设计条件将在后面谈论。然而，很明显串联谐振下的操作仅产生一个操作点。为了涵盖输入和输出变革，必须将开关频率调度为阔别谐振。
B、事情在谐振频率以下（图2 b）
在此，谐振电流在驱动脉冲宽度结束之前已经低落到磁化电流的值，纵然磁化电流连续，也会导致功率传输停滞。在串联谐振频率以下运行仍可实现低级 ZVS 并得到次级侧整流二极管的软换向。次级侧二极管处于不连续电流模式，须要谐振电路中更多的循环电流来向负载供应相同数量的能量。这种额外的电流会导致低级和次级侧的传导损耗更高。然而，该当把稳的一个特性是，如果开关频率变得太低，低级 ZVS 可能会丢失。这将导致高开关损耗和几个干系问题。这将在后面进一步阐明。
C、事情在谐振频率以上（图2 c）
在这种模式下，低级侧在谐振电路中呈现较小的循环电流。这减少了传导损耗，由于谐振电路的电流处于连续电流模式，从而导致相同负载量的 RMS 电流更小。整流二极管不是软换向，存在反向规复损耗，但在谐振频率以上事情仍旧可以实现低级 ZVS。在轻载条件下，高于谐振频率的操作可能会导致频率显著增加。
前面的谈论表明，可以通过利用 fsw ≥ f0 或 fsw ≤ f0，或通过在 f0 附近改变任一侧的 fsw 来设计转换器。进一步的谈论将表明，最好的事情在串联谐振频率附近，此时 LLC 转换器的上风最大化。这将是设计目标……
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