二负载谐振变换器的原理
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
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
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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。.
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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。
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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
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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
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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。
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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。
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电气工程系 李金刚
二.负载谐振变换器的原理
三阶负载谐振槽路拓扑：
三阶负载谐振槽路中，包含一 个电感、两个电容或一个电容两个 电感。根据负载处于槽路中的位置 不同，有36种拓扑。当负载处于三 阶谐振槽路的位置不同时，电源的 特性各异，在生产、科研、试验和
生活的不同需要中，可以根据对电
源的不同要求，采用不同的形式， 从而满足不同负载对电源特性的需
简单 二阶谐振型 和 多阶谐振型
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电气工程系 李金刚
二.负载谐振变换器的分类
电流型负载谐振变换器
由于目前应用于高频变 换器的开关器件的漏源极之 间均不能承受反压，为了保 护开关器件不因为反压而损 坏，将其用于电流型逆变电 路时，每个桥臂的开关器件 都必须串以额定电压、电流 及频率特性与桥臂的主开关 元件相当的二极管，其结构 如左图所示。
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二.负载谐振变换器的分类
电压型负载谐振变换器 在电压型串联逆变器中， 为了使谐振回路电流连 续波动，给反相无功电 流续流，每个桥臂的功 率开关管需反并联一个 二极管，只要逆变器的 工作状态合理，对二极 管的反向恢复特性无太 高要求。其结构如左图 所示。
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二.负载谐振变换器的原理
关于负载谐振技术
主讲人：李金刚
负载谐振的主要功能
1、为逆变器提供软开关：
2、谐振电路具有特殊性能：无线功率传输
3、电源设备固有特性：感应加热电源
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Contents
1 2 3
软开关技术
负载谐振的分类
负载谐振的应用
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负载谐振的发展方向
3
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一、软开关的基本概念和作用
特点 组成 负载串联谐振变换器
负载与谐振元件 串联，即由L、R 、C串联形成负 载谐振结构，其 中R为负载，LC 组成谐振槽路， 其结构如左图所 示
电路结构简单，参 数设计方便，控制 原理清晰。在电源 特性上表现为随着 负载和电源开关频 率变化，输出基本 上是一个电流源特 性，稳流容易。
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电气工载谐振变换器的应用
三阶负载谐振电路应用
在高效率 LED电源中 的应用
在混合动力车 充电器中 的应用
LLC谐振变换器的 应用
在大功率音乐 功放中的应用
在太阳能 发电系统中 的应用
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在高效率LED电源中的应用
以往LED TV主电路多采 用非对称半桥变换器， 双开关正激变换器等， 近年来，由于LLC谐振 变换器的控制器研发成 功，而且LLC谐振变换 器设计简单并具有突出 的特点，使得LLC谐振 变换器成为LED TV最流 行的主功率级拓扑。
ic(vce)
vce c
ic
g
e
关断损耗
开通损耗
t
硬开关时器件的电压、电流波形
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ic (vce)
c g e
vce
ic
软开关时器件电压、电流波形
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二.负载谐振变换器的分类
根据电 源性质 根据电 路结构 根据组成 槽路储能元件 的个数
电流型 和 电压型
并联谐振型 和 串联谐振型
二.负载谐振变换器的原理
特点 组成 负载并联谐振变换器
所谓的负载并联谐振变 换器是指负载与谐振电 容并联的一种电路，以 获得某些特殊的性质从 而满足特定电源的需要 。严格意义上讲，这种 变换器应该称作负载与 谐振电容并联的串联谐 振变换器。
它的特点是输出特性 接近于一个电压源特 性。同时由于负载并 联在谐振电容上，当 参数设计合适时，在 负载上可以得到很好 的电压正弦波。这种 电路实现的电源对负 载的适应性较强。
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二.负载谐振变换器的原理
二阶负载谐振槽路拓扑：
有一个电容和一个电感构成的 谐振槽路一般称作为简单二阶谐振 电路，根据负载与谐振电路中元件 的连接不同，其电路拓扑有8种，如 右图所示。由图可以看出，电路上 所说的串联谐振和并联谐振电路，
在二阶谐振电路中随着负载在电路
中的位置不同，而形成不同的拓扑。
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在太阳能发电系统中的应用
在太阳能发电系统中， LLC作为DC/DC变换 器，将500V左右的直 流电压变换成400V直 流电压，再由逆变器变 换成220/50HZ的交 流电，并入电网供电。
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在混合动力车中的应用
在节能减排的国策下， 混合动力车（PHEV） 和电动车（EV）是汽车 行业的必然发展趋势， 蓄电池是混合动力车和 电动车的动力源，蓄电 池的充电是推行PHEV 和EV所必须的。
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负载谐振变换器在其它方面的应用
谐振型 镇流器
感应加热 电源
负载谐振 变换器
感应输变电
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四.负载谐振的发展方向
在理论研 究方面 在谐振 元件方面
在电路分 析方面
在实际 装置方面
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