LC串联谐振变换器与LLC谐振变换器的 分析与比较
LLC谐振变换器的原理说明
LLC谐振变换器的原理说明LLC谐振变换器要提⾼主变换器能效,可以采⽤以下四种⽅式:⼀是降低导通损耗或者是减⼩初级峰值电流和均⽅根电流来降低⼀次导通损耗;⼆是采⽤软开关技术降低开关损耗;三是减⼩整流器的压降,例如采⽤低的正向压降⼆极管或者FET整流器,来降低⼆次损耗; 四是采⽤更好的磁芯材料来降低磁芯损耗.杨恒.LED照明驱动器设计步骤详解[M].北京：中国电⼒出版社.20101软开关技术的提出（电⼒电⼦技术-西安交通⼤学王兆安黄俊第四版）还是从⼩型化、轻量化的发展趋势看，装置的效率以及电磁兼容的要求变得更⾼。
当提⾼开关频率，开关损耗增加，电路的效率下降，电磁⼲扰也增⼤，这⾥提出了软开关技术，它是利⽤谐振的辅助换流⼿段，从⽽解决电路的开关损耗和开关噪声的问题。
硬开关：开关过程中，电压电流均不为零，出现重叠，因此导致开关损耗（电路效率的降低、阻碍开关频率的提⾼）。
并且，电流电压变化很快，波形有明显的过冲，导致了开关噪声（电磁⼲扰EMI）。
如图5-1所⽰：图5-1 硬开关电路波形软开关：通过增加电感、电流等谐振元件，构成辅助换流⽹络，在开关过程的前后引⼊谐振过程。
开关开通前电压降为零，或者关断之前电流降为零，消除电压电流之间的重叠，降低电压电流的变化率，减⼩开关损耗和开关噪声。
如图5-2所⽰：图5-2 软开关电路波形主要的软开关拓扑结构有:结合本⽂设计要求,将采⽤双电感加单电容的谐振变换器。
2谐振变换器的发展为了降低开关损耗和开关噪声，并且容许⾼频运⾏，谐振开关技术得到了发展。
在各类的谐振变换器中，LC串联谐振变换器是最简单也是最普遍的。
1）LC串联谐振变换器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。
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。
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究移相全桥和LLC区别
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究移相全桥和LLC区别LLC串联谐振全桥DC-DC变换器是一种高效率的电力转换器，在许多应用中被广泛使用。
它可以实现高频率的电力转换，并具有快速的动态响应和低噪声特性。
与传统的移相全桥变换器相比，LLC变换器具有以下几点不同之处。
首先，移相全桥变换器是一种自振变换器，它的输出电压和输入电压之间的变换是通过改变谐振电感的相位来实现的。
这种变换方式能够提供高效率，但在高转换比时可能会出现电压换流问题。
而LLC变换器采用串联谐振网络，可以消除电压换流问题，并且提供更稳定的输出电压。
其次，移相全桥变换器的控制方式是通过改变谐振电感的频率来控制输出电压和输入电压之间的变换。
这种频率调制可以实现精确的电压调节，但需要更复杂的控制算法。
而LLC变换器采用谐振电容和谐振电感的并联谐振，能够通过改变谐振频率来实现精确的电压调节。
同时，LLC变换器的控制方式更简单，可轻松实现开环或闭环控制。
此外，LLC变换器还具有更低的开关损耗和更高的功率密度。
由于谐振网络可以在零电压或零电流点进行开关切换，因此LLC变换器的开关频率可以设置得相对较高，从而减少开关损耗。
与此同时，LLC变换器的谐振网络能够实现较高的功率密度，因为它可以有效地利用电流和电压的变化。
最后，LLC变换器还具有较低的EMI噪声和较少的谐振峰。
由于LLC变换器采用谐振网络，可以在零电压或零电流点进行开关切换，从而减少开关干扰和EMI噪声。
与此同时，LLC变换器还能够通过调节谐振频率来抑制谐振峰，从而减少谐振峰对系统的影响。
综上所述，LLC串联谐振全桥DC-DC变换器相对于传统的移相全桥变换器具有更稳定的输出电压、更简单的控制方式、更低的开关损耗和更高的功率密度。
因此，在高效率、高转换比和高功率密度的应用中，LLC变换器通常是更为理想的选择。
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理是将全桥拓扑结构与LLC 谐振拓扑结构相结合。
变换器的输入端采用全桥结构，输出端采用谐振电路结构。
在输入端，通过控制两个辅助开关的开通和关闭，实现了相对零电压开关和相对零电流开关。
在输出端，谐振电路由电容、电感和电阻构成，通过控制开关管的导通和关断，实现了谐振振荡。
通过这样的工作原理，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器可以实现高效率的功率转换。
LLC串联谐振全桥DC/DC变换器具有一系列优点。
首先，由于采用了全桥结构，输入电压范围广泛，可以适应各种不同的电源。
其次，由于采用了LLC谐振结构，能够实现高效并且低噪音的输出。
此外，该变换器还具有可调性好、响应速度快、波形质量高、设计简单等优点。
在研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器时，可以从以下几个方面进行深入研究：1.拓扑结构设计：根据应用需求，设计适合的LLC串联谐振全桥DC/DC变换器拓扑结构，选择合适的电阻、电容和电感等元器件。
2.开关管选择与控制：选择合适的开关管，并设计合理的开关管控制策略，实现零电流开关和零电压开关。
3.谐振电路设计：设计合适的谐振电路，包括电容、电感和电阻的参数选择，以及谐振频率和谐振频率范围的确定。
4.功率转换效率研究：研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的功率转换效率，分析其与输入电压、输出电压、负载等因素的关系，优化变换器性能。
5.控制策略研究：研究合适的控制策略，实现LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的稳定工作，提高系统动态响应性能。
除了理论研究，还可以进行仿真和实验验证。
利用软件仿真工具，如Matlab/Simulink、PSIM等，进行LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的性能分析和优化。
并且利用实验平台，搭建LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的实验系统，验证理论研究成果的正确性。
总结来说，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器是一种高效率、高性能的直流-直流变换器。
了解LLC在谐振应用中的结构
了解LLC在谐振应用中的结构谐振式LLC拓朴，串联谐振式变换器(SRC)中的成员开始广泛地应用于消费类电子产品中，如LCD TV及PDP电视。
在这些应用中，需要高的安全性，可靠性及低的EMI，防止产品在移动及工作中失效。
为面对这些挑战，ONSEMI给出了新款的控制器NCP1395(低压驱动)和NCP1396(高压驱动)，致力于推动LLC型谐振电源。
当然，在此设计之前，要先了解谐振式电路结构及应用注意。
LLC变换器LLC变换器采用两个串联电感和一个串联电容，图1示出谐振电路的简化电路。
Ls是串联电感，Cs是串联电容，Lm是励磁电感。
图1 采用半桥电路驱动的LLC谐振电路简化的工作原理是：用两个50%占空比的脉冲去驱动QA和QB，以高压方波加到结点HB，用调节开关频率的方法控制功率流到输出侧，用变压器隔离初次级，励磁电感扮演二次侧电感Lm的角色，串入的电感Ls也可以是一个独立元件，或者与变压器磁集成。
在此情况下，令初次级的耦合退化，自然地增加漏感，以形成谐振元件，这里PROS和CONS包括了漏感元件。
在变压器中，成本及体积都降下，但是要保持精确的感量及谐振会增加难度。
在研究谐振变换器时，传统上要减少无源元件。
按图2安排，高压方波信号被取代。
按照基本概念，首先由谐波去近似(FHA)。
因为我们在操作一个LC 滤波器时，所有谐波可以考虑被拒绝，仅有基波通过。
当然这个状态保持时间由控制器驱动在谐振频率处。
图2提供一个简化的谐振槽路，实际点处的串联阻抗(Ls和Cs) 还要与对应负载并联。
图2 LLC谐振电路的实际阻抗网络谐振频率在两个不同的频率之间变化，取决于负载大小。
1，R L=0，短路，Lm消失，Zseries为短路，串联谐振点为：(1)在Fsw = Fs处，Zseries变为短路，AC传输功能降到1 (或0db)。
2，R L = ∞，轻载或空载条件下，Lm以与Ls串联形式出现，整个网络谐振在Fmin处。
串并联谐振电路的区别详解
串并联谐振电路的区别详解
串联谐振电路指的是，在电子串联电路中电阻、电感以及电容出现电压、电流和电源相同相位角度情况下的现象，称为电子电路串联谐振电路。
串联谐振电路的特点是：串联谐振电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，此时，电抗等于0，阻抗等于电阻R，电路的阻抗最小，电流最大，谐振电压与原本相互电压叠加，在电感和电容上产生比电源输出电压高出很多倍的高电压，因此，串联谐振电路也称电压谐振试验项目。
并联谐振电路指的是，在电阻、电感和电容并联电路中，出现电路端电压和总电流相位相同角度的现象，称为电子电路并联电路。
并联电路的原理特点是：并联谐振是一种完全的补偿电路，电源不需要提供无功功率，只提供并联电路中电阻所需要的有功功率，输出产生谐振电路时，并联电路产生的总电流最小，此时，支路电流大于电路中的总电流，因此，并联谐振电路也叫并联谐振或者是电流谐振。
串联谐振、并联谐振试验设备，可同时满足电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS 全气体绝缘组合电器设备和SF6开关、母线、电容套管、充油套管、电流互感器（CT）、电压互感器（PT）等试验对象的的（工频）交流耐压试验，串联谐振、并联谐振试验设备是复合型交流耐压设备。
华天电力专业生产串联谐振耐压装置，从事电测行业多年，旗下产品品质一流，欢迎广大客户前来选购。
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究 移相全桥和LLC区别
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
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（请在以上方框内打“√” ）
学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
指导教师签名： 日期： 年 月 日
1 绪论
1.1 电力电子技术的概况
电力电子技术是电工技术的分支之一， 应用电力电子器件和以计算机为代表的控 制技术对电能特别是大的电功率进行处理和变换是电力电子技术的主要内容[1][2]。 在现代工业、交通、国防、生活等领域中，除变比固定的交流变压器以外，大量 需要其他各种类型的电力变换装置和变换系统，将一种频率、电压、波形的电能变换 为另一种频率、电压、波形的电能，使用电设备处于各自理想的最佳工作情况，或满 足用电负载的特殊工作情况要求，以获得最大的技术经济效益。经过变换处理后再供 用户使用的电能占全国总发电量的百分比值的高低， 已成为衡量一个国家技术进步的 主要标志之一。2000年末，美国发电站生产的40%以上的电能都是经变换或处理后再 提供负载使用，预计到21世纪二、三十年代，美国发电站生产的全部电能都将经变换 或处理后再供负载使用。 当今世界环境保护问题日益严重，广泛采用电力电子技术后，可以节省大量的电 力，这就可以节约大量资源和一次能源，从而改善人类的生活环境。此外，如果在电 力系统的适当位置设置电力变换器或电力补偿器，能显著改善电力系统的运行特性。
串联谐振与并联谐振OR电压谐振与电流谐振
串联谐振与并联谐振OR电压谐振与电流谐振交流电路中既有感性原件又有容性原件，感性原件是通直流阻交流，容性原件是通交流阻直流。
在正弦稳态电路中，电感性质是电压相位超前电流相位90°，电容性质是电流相位超前电压相位90° 。
物理上用相位来描述：感性原件和容性原件的相位正好相反，而感性原件和容性原件在电路中呈现的阻性在某个频率下会相等，即大小相等，方向相反，这样的电路称为谐振电路，该频率称为谐振频率。
RLC谐振就是指电阻器R、电感线圈L和电容器C串联或并联时，电容值C与电感值L相等的电路（相当于纯电阻电路、电路呈现纯阻性）所产生的现象。
1.RLC串联谐振又称为电压谐振在RLC 串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振。
L、C 性质相反，作用互相抵消，即ωL-1/ωC=0，使得电路总阻抗最小，所以电流最大。
理想LC串联谐振：对于理想的电感L、电容C元件，串联谐振发生时，L、C元件上的电压大小相等、方向相反，总电压等于0（谐振阻抗为零）。
2.RLC并联谐振又称为电流谐振在RLC 串联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振。
L、C 性质相反，作用互相抵消，即1/ωL-ωC=0，使得电路总导纳最小，所以电压最大。
理想LC并联谐振：对于理想的L、C元件，并联谐振发生时，L、C元件中的电流大小相等、方向相反，总电流等于0（谐振阻抗为无穷大）。
故称为电流谐振。
3.能量交换无论是串联谐振还是并联谐振，在谐振发生时，电感L和电容C 之间都实现了完全的能量交换。
即电感释放的磁能完全转换成电场能储存进电容；而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。
在串联谐振电路中，由于是串联，电感L和电容C流过的市同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行。
其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。
串联谐振变换器和并联谐振变换器
串联谐振变换器和并联谐振变换器好嘞，今天咱们就聊聊串联谐振变换器和并联谐振变换器。
听起来是不是挺高大上的？听起来复杂，实际也就是个简单的电气玩意儿。
想象一下，你在参加一个聚会，现场音乐嘈杂，结果你却被一首歌吸引住了，浑身心都跟着那旋律起伏。
这种现象就跟谐振器的工作原理类似，好的谐振器能把特定频率的信号“放大”，让你听得特别清晰。
而串联和并联的区别呢，就像不同的聚会风格，有些是个别聊天，有些是大家一起热闹。
先说说串联谐振变换器。
想象一下，几个人排成一排，听到一个有趣的笑话，每个人都跟着这个笑话笑，笑声连成一片。
这个时候，笑声就是电流，笑的频率就是电压。
串联的好处在于，当一个部分被激活，整个队伍都跟着一起动。
哎呀，真是“众人拾柴火焰高”，同样的道理，串联谐振变换器能将输入信号的频率增强，使输出信号更加稳定。
但这可不是说简单的连接哦，它们可得有个特定的频率，才能“玩”得开心。
再说并联谐振变换器。
想象一下，一个大圆桌，大家围坐着，各自聊着自己的话题。
每个人的声音虽小，却可以在合适的时机瞬间形成一股强大的力量。
并联谐振变换器就是这样的一个大家庭。
每个部分都独立工作，但又能够在合适的频率下集体合作。
它的强大之处在于，如果其中一个部分出了问题，其他部分还能继续保持运转。
就像聚会上，大家各自交流，没有人会因为某个人的冷场而停下来。
相对来说，它的稳定性更高，可以容忍一定的“骚动”。
说到这里，可能有人会问，为什么要分成串联和并联呢？每种方式都有自己的适用场景，就像人生中，有人喜欢热闹，有人更享受安静。
串联谐振变换器适合需要高增益和频率选择的场合，比如一些高频信号的放大。
而并联谐振变换器则更适合需要高效率和低损耗的场合，比如电源管理，保证系统稳定运行。
使用这些变换器的时候，也得注意“对症下药”。
每种场合都有它的“黄金法则”，可不能随便换。
就像喝酒，开车不喝，喝酒不开。
否则，事儿可就大了。
实际上，理解这些原理并不难，关键在于多做实验，多动手操作。
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LC串联谐振变换器与LLC谐振变换器的分析与比较
摘要：谐振型变换器作为一种软开关变换技术，具有体积小、开关频率高、开
关损耗小、效率高等优点。
本文主要对LC串联谐振变换器与LLC谐振变换器的原理和结构等展开了分析和比较，希望为突破硬开关的瓶颈，减小开关损耗即实现
开关管的软开关有一定的借鉴意义。
关键词：谐振变换器；开关变换；分析比较
高效率、高频化和高功率密度是开关电源发展的必然趋势，然而传统硬开关
电路的开关损耗正比于开关频率，开关损耗的存在限制了变换器开关频率的提高，从而限制了变换器的小型化和轻量化。
为突破硬开关的瓶颈，减小开关损耗即实
现开关管的软开关，由此软开关技术应运而生。
谐振型变换器作为软开关的一种，应用谐振原理，使开关电源中开关器件的电压或电流按正弦或准正弦规律变化，
当电流自然过零时，使器件关断，电压为零时，使器件开通，从而使器件在关断
和开通的过程中损耗接近为零。
本文就LC串联谐振变换器以及LLC谐振变换器进行原理分析和比较。
1 结构分析与比较
全桥式LC串联谐振变换器其结构相对简单，MOSFET管Q1、Q2和Q3、Q4
分别构成逆变电路的上下两桥臂，Q1，Q3管驱动信号相同，Q2，Q4管驱动信号
相同，谐振元件Lr、Cr串联构成谐振网络，谐振网络经过变压器，再经过全波整
流电路后与负载RL串联，可知，谐振网络与负载形成了一个分压式结构，变压
器既起到电压变换的作用，又起到隔离作用。
图1为LLC全桥谐振变换器。
与LC
串联谐振变换器结构基本相同，不同的是谐振电路中增加了一个励磁电感Lm，
与谐振电感Lr不同在于Lm是一个由变压器励磁产生的有限的值。
图1 全桥式LLC谐振变换器
在全桥逆变电路中，MOS管Q1和Q3、Q2和Q4同时导通和截止，为180°互补导通。
为避免上下桥臂形成直通导致短路，Q1和Q3、Q2和Q4两组驱动信号
应设置一定的死区时间。
由于一次侧谐振电感较大可以起到滤波作用，所以二次
侧不用滤波电感只用一个较大的滤波电容即可，输出的电压可以得到比较平滑的
直流电压。
2 原理分析与比较
LLC全桥谐振变换器的工作状态在输入电压和谐振电流有相同频率的周期信
号时，可通过谐振网络输入阻抗的性质来决定，因此有以下两种工作状态：谐振
网络的输入阻抗为容性时，输入电压的相位滞后于谐振电流，当驱动信号到来时，反并二极管仍未导通，MOS管两端电压为输入电压，因此，开关管的开通为硬开关；当驱动信号消失的时候，开关管中电流为零，故实现零电流关断。
当输入阻
抗为感性时，输入电压超前于谐振电流，当驱动信号到来时，反并二极管已经导通，故可实现开关管的零电压开通；当驱动信号消失的时候，开关管中仍有电流
流过，故其关断为硬开关。
当谐振变换器负载一定时，谐振网络的输入阻抗的性
质也是一定的，因此在LLC谐振变换器一定的情况下，不可能同时实现零电流关
断和零电压开通。
3 结语
通过上述讨论可知，LC串联谐振变换器具有隔离作用，处于轻载状态下时，
效率高，但难以控制输出电压，不具备很好的调控性能，若此时频率变化，则电
压增益变化的敏感度也随之降低，负载变化范围较窄。
LLC谐振变换器，一次侧可实现全负载范围内的零电压开通，二次侧整流二极管可实现零电流关断，输出电压可进行宽范围的调节，弥补了LC串联谐振变换器的不足。
参考文献：
[1].仰冬冬.LLC谐振变换器的运行动态分析与优化[D].华中科技大学.2015
[2].半桥LLC谐振变换器的特性分析[J]. 刘玮,牛鸣德,夏永涛.现代机械. 2011(05)
[3].LLC谐振变换器的参数设计[J]. 赵敏杰,戴瑶,张怀武.磁性材料及器件.
2011(02)。