LLC谐振变换器

《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

其中，基于LLC（L-C-C）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低电压电流应力、软开关等优点，在新能源汽车、可再生能源系统、储能系统等领域得到了广泛应用。

本文旨在研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理、设计方法及性能分析。

二、LLC谐振的基本原理LLC谐振变换器是一种采用电感（L）、电容（C）和电容（C）谐振的DC-DC变换器。

其基本原理是利用谐振电路中的电感和电容进行能量传递，通过调节谐振频率和输入电压来实现输出电压的稳定。

在LLC谐振变换器中，全桥电路用于实现能量的双向传递。

三、双向全桥DC-DC变换器的设计3.1 拓扑结构双向全桥DC-DC变换器主要由两个全桥电路、谐振电感、谐振电容以及整流电路等部分组成。

其中，两个全桥电路分别负责能量的输入和输出，通过控制开关管的通断来实现能量的传递。

3.2 设计步骤设计双向全桥DC-DC变换器时，首先需要根据应用需求确定输入输出电压范围、功率等级等参数。

然后，根据参数选择合适的电感、电容等元件，并确定谐振频率。

接着，设计全桥电路的开关管和控制策略，以保证能量的高效传递。

最后，进行仿真和实验验证，对设计进行优化。

四、性能分析4.1 效率分析LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有高效率的特点。

在谐振状态下，开关管的电压电流应力较低，损耗较小。

此外，软开关技术进一步降低了开关损耗，提高了整体效率。

4.2 稳定性分析该变换器具有较好的输入输出电压稳定性。

通过调节谐振频率和输入电压，可以实现输出电压的快速调整和稳定。

此外，双向全桥电路的设计使得能量可以在两个方向传递，提高了系统的灵活性和可靠性。

五、实验验证及结果分析为了验证基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的性能，我们搭建了实验平台并进行了一系列实验。

LLC谐振变换器的原理说明LLC谐振变换器是一种高效率、高功率密度、低EMI干扰的电力转换器，广泛应用于电力电子领域。

它是由一串串联的电容、电感和谐振电容所组成的谐振网络，可以在高频范围内工作。

LLC谐振变换器可以将输入电压转换成所需的输出电压，并具有较宽的输入电压范围。

在整个工作周期中，开关切换模式占据了大部分时间。

当开关管导通时，输入电压施加在主谐振电感上，同时电流也开始在主电感和副电感之间流动。

此时，谐振电容充电，并且主电感和副电感的场能量储存。

当开关管关断时，主电感和副电感的场能量被释放，使电感电流始终保持连续。

在此模式下，开关管的导通时间足够长，使得主电感和副电感的能量能够完全传递。

这样可以减小开关管的电流压降损失，提高转换效率。

谐振模式是整个工作周期中开关管导通和关断之间的短暂过渡阶段。

在这个阶段，主电感和副电感的能量被互相传递，以及由于谐振电容的放电，使谐振电容的电压上升。

开关二极管模式是整个工作周期的开始和结束阶段。

当开关管关断时，副电感绕组上的电流不再以传输到主电感的方式，而是以开关二极管的方式流回到输入电源。

在开关管导通之前和导通之后的短暂时间内，主电感电流经过副电感的短路回路，而不经过谐振网络。

这样可以减小开关管导通和关断时的开关损耗。

LLC谐振变换器的关键参数是电容、电感及谐振频率。

选择合适的电容和电感可以使谐振频率与输入电压频率尽量接近，从而实现谐振，减小开关损耗。

此外，输出滤波电容也是LLC谐振变换器的关键部分，可以平滑输出电压和减小输出纹波。

总之，LLC谐振变换器通过谐振网络实现高效率的电能转换。

它的原理基于谐振和能量传输，通过合理选择电容和电感，以及实现合适的工作模式，可以实现高功率密度和低EMI干扰的转换器设计。

半桥LLC谐振变换器介绍半桥LLC谐振变换器由一个半桥拓扑架构和一个LLC谐振网络组成。

半桥拓扑意味着变换器的输入端上有两个开关，一个用于连接正极电源，另一个用于连接负极电源。

这种拓扑结构使得半桥LLC谐振变换器能够实现双向电能传输，即可以将电能从正极电源转移到负极电源，也可以将电能从负极电源转移到正极电源。

LLC谐振网络是变换器的核心部分，由一个电感、两个电容和一个开关组成。

谐振网络是为了减小开关器件的开关损耗而设计的，通过合理选择电感和电容的参数，使得串联谐振电路在工作过程中能够保持恒定的频率，从而降低了功率转换过程中的功率损耗。

半桥LLC谐振变换器具有许多优点，使其成为电力电子领域中常用的变换器之一、首先，它具有高效率。

由于谐振网络的存在，半桥LLC谐振变换器在工作过程中能够实现零电压开关，即在开关器件切换时，电流为零，从而减小了开关损耗。

其次，它具有高频率。

谐振网络的设计使得变换器能够在高频率下工作，从而减小了磁性元件的体积和重量。

此外，半桥LLC谐振变换器还具有高功率密度的特点，能够在小尺寸的空间内实现高功率的转换。

半桥LLC谐振变换器在实际应用中具有广泛的用途。

它可以应用于电力电子系统中的各种场景，如电动汽车充电器、太阳能逆变器和数据中心的电源供应等。

同时，由于其高效率、高频率和高功率密度的特点，半桥LLC谐振变换器也成为了新能源领域、工业自动化领域和通信领域中的研究热点。

总之，半桥LLC谐振变换器是一种高效率、高频率和高功率密度的电力电子变换器。

它由半桥拓扑架构和LLC谐振网络组成，能够实现双向电能传输。

在实际应用中，半桥LLC谐振变换器具有广泛的用途，被广泛应用于各种电力电子系统中。

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
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谐振变换器参数设计精品LLC谐振变换器是一种高效的DC-DC变换器拓扑结构，广泛应用于电力电子领域，具有输入输出电压高、效率高、电磁干扰小等优点。

在LLC 谐振变换器的设计中，参数的选择至关重要，本文将从LLC谐振变换器的基本工作原理、参数设计的目标和方法等方面进行详细的介绍。

一、LLC谐振变换器的基本工作原理1.谐振电容C和谐振电感L形成与谐振频率f相对应的谐振回路，使得谐振电感L在正半周产生负电流，将储能转移到谐振电容C中。

2.谐振电容C通过桥臂与输入电源相连接，变压器将输入电压Vi降为变压器次级侧的电压Vo。

3.三角形换频开关之间的谐振电容C和谐振电感L共同形成LLC谐振网络，使电流在上、下三角形开关之间流向分别为零，实现开关管和二极管的软开关。

二、LLC谐振变换器参数设计的目标1.实现指定的输出电压Vo和输出电流Io。

2.实现高效率的能量转换。

3.降低开关管和二极管的开关损耗。

4.尽量减小输出滤波电容和滤波电感的尺寸和成本。

三、LLC谐振变换器参数设计的方法1.谐振频率f的选择：谐振频率f的选择应考虑输入电压的范围和输出电流的动态响应。

一般来说，谐振频率应选择在几十千赫兹到几百千赫兹之间，以获得较高的效率和较小的谐振元件尺寸。

2.谐振电容C的选择：谐振电容C的选择应考虑谐振频率和谐振电感L。

一般来说，谐振电容C应选择为电感L的倒数乘以4π的平方，即C=1/(4π^2f^2L)。

此外，还需要考虑电容的电压和电流容量。

3. 谐振电感L的选择：谐振电感L的选择应考虑输入电压Vi的范围和输出电流Io的需求。

一般来说，谐振电感L的值应大于输出电流Io除以开关频率fs的一半，即L>Io/(2fs)。

此外，还需要考虑电感的饱和电流和电感的频率特性。

4.变压器参数的选择：变压器的参数包括变比、漏感和绕组电阻。

变比的选择应根据输入电压Vi和输出电压Vo的比值，以及功率变换的需求。

漏感的选择应考虑谐振频率和输入电压的范围，以降低谐振电容C的尺寸。

llc谐振式变换器的工作原理. -回复LLC谐振式变换器是一种常见的电源转换器，具有高效率、低噪声和小体积等优点，被广泛应用于电子设备中。

本文将详细介绍LLC谐振式变换器的工作原理。

LLC谐振式变换器由三个主要组件组成：谐振电感(L)，谐振电容(C)，和LLC谐振变压器。

在详细介绍LLC谐振式变换器的工作原理之前，需要先了解一些基本概念。

1. LLC谐振变换器的输入电源：LLC谐振变换器通常使用直流电压输入，例如来自电池或电网的直流电压。

2. 调制信号：LLC谐振变换器的控制信号来自于调制器，调制器的任务是根据电路的工作状态产生恰当的驱动信号。

3. 开关管：LLC谐振变换器中使用开关管作为开关元件，可以是MOSFET 或IGBT等。

在了解这些基本概念后，我们可以进一步探讨LLC谐振式变换器的工作原理。

LLC谐振式变换器的工作原理如下：第一步：输入电源向LLC谐振变换器的输入端供应直流电压。

输入电源通常需要一个整流器将交流电转换为直流电。

第二步：通过调制器，控制信号发送给开关管。

调制器将根据LLC谐振变换器的输出需求产生正确的调制信号。

第三步：根据控制信号，开关管的状态改变。

当控制信号处于高电平时，开关管导通，输入电源的直流电流通过LLC谐振变换器的谐振电感。

第四步：当开关管导通时，谐振电感和谐振电容会构成一个谐振回路。

在谐振回路中，电流和电压会周期性地振荡。

第五步：谐振回路中的电流通过LLC谐振变压器的初级线圈。

第六步：通过互感作用，LLC谐振变压器的次级线圈中产生相应的电压信号，供给输出负载。

第七步：反馈回路中的控制器检测输出电压，并根据需要调整控制信号的幅值和频率。

第八步：基于反馈回路的控制信号，调制器决定开关管何时导通和何时关断。

这种反馈机制确保输出电压稳定，并适应负载变化。

通过这些步骤，LLC谐振式变换器可以实现对电源的高效转换。

谐振回路的设计和调整可以确保电流和电压之间的相位差最小化，从而最大限度地提高系统的效率。

LLC谐振变换器的设计要素1.变换器的拓扑结构：LLC谐振变换器由电感（L）、电容（C）和电流驱动器（D）组成。

在设计过程中需要选择合适的元器件，并确定它们的布局和连接方式。

2.谐振频率：谐振频率是LLC谐振变换器的一个重要参数，它决定了变换器的输出特性和性能。

在设计过程中需要选择合适的电感和电容，以使得变换器在所需的谐振频率下运行。

3.功率转换效率：功率转换效率是衡量LLC谐振变换器性能的重要指标，设计过程中需要考虑如何提高功率转换效率。

例如，可以通过选择合适的开关频率和谐振频率，以及优化电路元件和控制算法来实现。

4.输入和输出电压：LLC谐振变换器能够实现从输入电压到输出电压的转换，设计过程中需要确定所需的输入和输出电压，并选择合适的电路元件和控制策略来实现所需的电压转换。

5.控制策略：LLC谐振变换器的控制策略对其性能和稳定性有重要影响。

在设计过程中需要选择合适的控制策略，例如经典的固定频率脉宽调制控制（PWM）或基于频率调制的控制（FM）。

6.电路保护：在设计LLC谐振变换器时，还需要考虑电路保护措施，以防止可能的故障或异常情况对电路元件和系统的损害。

例如，可以通过使用过流保护、过温保护和电压保护等措施来增强电路的可靠性和安全性。

7.噪声和EMI：LLC谐振变换器在工作过程中会产生噪声和电磁干扰（EMI），这可能对其他电子设备造成干扰并影响系统性能。

在设计过程中需要采取适当的措施来减少噪声和EMI，例如使用滤波器和屏蔽材料等。

8.温度管理：高功率LLC谐振变换器会产生大量热量，因此在设计过程中需要考虑温度管理措施，以防止温度过高对电路元件和系统性能造成损害。

这可以通过使用散热器、风扇和热管等散热措施来实现。

综上所述，LLC谐振变换器的设计要素包括变换器拓扑结构、谐振频率、功率转换效率、输入和输出电压、控制策略、电路保护、噪声和EMI、温度管理等。

通过合理选择元器件、优化电路布局和控制算法，可以实现高效率、稳定运行和安全可靠的LLC谐振变换器设计。

全桥llc谐振变换器工作原理
嘿！今天咱们来聊聊全桥LLC 谐振变换器工作原理呀！
哎呀呀，这全桥LLC 谐振变换器啊，那可真是个神奇的东西呢！它在电力电子领域里发挥着重要的作用呀！
首先呢，咱们得搞清楚啥是谐振？简单说呀，就是电路中的电感和电容相互作用，产生一种特殊的电流和电压变化。

那在全桥LLC 谐振变换器里，这种谐振现象就特别关键啦！
这全桥结构是咋回事呢？哇！就是有四个开关管组成的桥臂呀！通过控制这些开关管的导通和关断，来实现电能的转换呢。

再说说LLC 这部分。

这里面的L 就是电感，C 就是电容。

它们之间的相互配合，使得变换器能够实现高效的能量传输。

你说神奇不神奇呀？
在工作的时候，开关管的导通和关断时机可是非常重要的哟！如果时机不对，那效率可就大打折扣啦！而且呀，这谐振频率也得好好把控，不然整个系统就乱套了呢！
那为啥要用全桥LLC 谐振变换器呢？因为它有好多优点哇！比如说，它的效率高，能节省能源；还有就是它的输出电压稳定，这对于很多电子设备来说可是至关重要的呢！
不过呢，设计和调试全桥LLC 谐振变换器可不是一件容易的事儿哟！需要考虑很多因素，像元件的参数选择、控制策略的制定等等。

总之哇，全桥LLC 谐振变换器工作原理可不简单，但是一旦掌握了它，就能在电力电子领域大展身手啦！你是不是也对它有了更浓
厚的兴趣呢？。

LLC变换器谐振参数计算1概述现有的LLC设计是基于基波分析(FHA)进行的，就是说，谐振槽输入的方波中，只有开关频率的基波在传输能量，其他高次谐波忽略不计。

按基波分析法，在一个开关周期中，电感L m一直在参与谐振。

图1所示是全桥LLC在f s<f r的谐振槽电流波形。

t0~t1期间，L m被钳位在NV o，只有L r、C r参与谐振。

t1~t2期间，变压器副边断开，L m参与谐振。

所以基波分析法用于LLC有误差， f s离f r越远误差越大。

在输入掉电、输出有“保持时间”要求的场合，希望能精确计算出LLC最低输入电压对应的最低开关频率，以便设置最低频率限制，确保LLC谐振槽始终工作在感性区域，而非容性区域。

这时，由于f s≪f r，使用基波分析法算出的最低频率会有很大的误差。

图1 全桥LLC以及谐振槽电流波形，f s<f rf s>f r L m NV o t0~t1L r C rV in−NV o t1~t2V in+NV o分析f s>f rLLC进入轻载打嗝的频率。

图2 LLC谐振槽电流，f s>f r本文基于根轨迹法对LLC谐振变换器进行了详细的分析，讲解了谐振参数的设计、以及开关频率的精确计也就确定了。

L m参与谐振算。

根据本文的分析可以知道，最低开关频率相对于谐振频率的比率定好后，K=L mL r时，谐振槽电流I r等于流经L m的电流I m，I m的大小决定了谐振参数。

MOS能否实现ZVS开通，不仅取决于上下管换相时的I m，还受制于此时L m的电压是否被钳位。

基于本文介绍的方法编制了LLC设计的Mathcad计算单，并有LLC仿真电路配合大家的设计，该仿真电路可以在Pspice-for-TI环境下运行。

Pspice-for-TI可以从TI网站免费下载。

2谐振槽的根轨迹对于图3所示的LC谐振电路，如果以谐振电容电压v C(t)为横坐标、R0i L(t)为纵坐标，电流和电压变化的轨迹是一个圆：V m2=(R0i L(t))2+(v C(t)−V tank)2，V tank是谐振槽电压、i L(t)是谐振电感电流，v C(t)是谐振电容电压，V m是电容上电压其中：R o=√L rC r的波动幅值。