浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验
LLC谐振半桥变换器的设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｌ ＬＣ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ，ＦＨＡ ， Ｚ ＶＳ
０ 引 言
传统 的硬 开关 Ｐ ＷＭ 变 换器在 高频 工作 时会 产生 很高 的开关 损 耗， 而 Ｌ Ｌ Ｃ 谐 振 变 换 器 可 以 通 过 使 ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ实现 Ｚ ＶＳ ， 整流 二 极管 实 现 Ｚ Ｃ Ｓ， 这 样 使得 开关 损耗 降 到 最小 ， 效率大大提高ｌ １ ］ 。同时 变 压器 中
通 馋 电 冻 术
２ ０ １ ４年 ５ 月 ２ ５ 日第 ３ １ 卷 第 ３期
Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｍａ ｙ ２ ５ ，２ ０ １ ４，Ｖｏ １ ．３ １ Ｎｏ ． ３
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ６ ６ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ ～ ０ ０ ３ ３ — ０ ４
ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ｘ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ （ ＦＨＡ ）ｔ ｏ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｐ ｕ Ｄｔ ｏ — ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ － ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｎ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ａ —
了如何对 电气 参数 进行选 择 。最后 设计 了一个 工 作在 ７ （ ） ～１ ５ （ ） ｋ Ｈｚ 频率 下 ３ ０ ０ Ｗ的 Ｌ Ｌ Ｃ谐 振 变 换 器 ， 并 用
半桥LLC谐振变换器设计与仿真
2.1.3 工作区域3（f<fr2)
区域3是MOSFET的ZCS工作区，因为在 f<fr2时，谐振腔阻抗呈容性，电压滞后于电流 。在谐振变换器中，一般不设计在这个区域， 所以这里将不详细讲解。
2.2 LLC变换器的直流特性分析
2.2.1 LLC变换器直流增益特性 LLC的谐振网络可以等效 如下图。 图中Req为折算到原边的负 载，其值为：
Q1
Cr
工作区域1——模态2
Q1
D1
Vin
Q2
Cr
Lr
Lm
DR1
Ir
Cf
D2
np
ns ns
DR2
R Vout
I Lm
② M2（t1<t<t2) Q1已经ON，Ir依然以正弦 规律增大，Ilm依然线性上升, 在t2时刻，Q1关断，但Ir>Ilm ，在Q1关断时，副边二极管 依然导通,Ins依然有电流，同 时Ir的存在，为Q2的ZVS开通 创造了条件。
不同k值下的直流增益曲线如下图，图中，横坐标为 fn， 纵坐标为增益M。 ③ 当k减小，即Lm的值减小 时，由于输出电压一定，那 么在电感Lm上的电压是一 个定值，由 Lm(di/dt)=u得， 电流的峰值变大。而原边开 关管关断时的电流即为激磁 电流，那么会使关断损耗较 大；但是峰值电流过小，可 能会影响零电压的开通。
I Q1
VCr
工作区域1——模态3
下半个周期与上半个周期类似。 (1)在t2时刻，Q1关断，Ir电流流经D2，在这个 过程中Q2开通，实现了ZVS开通，并且强制 Ir>Ilm; (2)Ilm电流开始减小，由电磁感应定律知，同名 端为“-”，副边DR2导通，原边Lm电压恒定， 其电流线性减小，直至Q2关断。
浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验
浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验
半桥型LLC谐振变换器由于拓扑简单、工作效率高而得到广泛研究。
此处针对宽电压输入的工作情况，采用脉冲频率调制(PFM)，避免了传统PWM 控制占空比变化范围大的问题。
为了提升变换器效率，对各关键谐振参数进行设计，分析了其对电源输出特性的影响，使得初级开关管实现零电压开通(ZVS)，次级二极管实现零电流关断(ZCS)。
结合理论数学推导和增益曲线分析，设计了一台100 W的变频半桥型LLC谐振变换器样机，并完成了相关实验，验证了参数设计的正确性，样机的最大效率达到93．95％。
同时对变换器进行了损耗分析，以便进一步优化设计。
1 引言
半桥型DC／DC变换器广泛用于中小功率场合。
通过增大开关频率，可有效减小电源体积和重量，但会增加开关管损耗，影响电源电能质量及工作效率。
在所有工作条件下实现软开关可很好地解决上述问题。
相比传统谐振变换器，变频LLC型谐振变换器由于特殊工作性能可在宽电压输入范围内方便地稳定电压或电流。
其结构简单，控制方便，寄生元件亦可参与谐振过程。
初级开关管可方便地实现ZVS，关断电流小；次级整流二极管可实现ZCS，消除反向恢复时二极管损耗和振荡。
在控制方法上采用PFM，开关管占空比保持在0．5，解决了宽电压输入情况下占空比变化大的问题，使得开关频率增加，从而进一步减小了变换器的体积和重量。
此处分析了变频半桥型LLC谐振变换器的工作原理和软开关特性，分析了参数设计对变换器性能的影响，以此为基础完成了电路参数的优化设计，并通过实验验证了变换器设计的正确性。
测试了电路的效率并完成了相应的损耗分析。
宽范围输入高效LLC谐振变换器的研究
宽范围输入高效LLC谐振变换器的研究宽范围输入高效LLC谐振变换器的研究一、引言随着电子设备的普及和功能的增多，对于能源转换的要求也在不断增加。
在电源转换过程中，能够高效稳定地将输入电压转换为目标输出电压的变换器往往被广泛应用。
LLC谐振变换器作为一种高效的电源变换器，在各个领域都得到了广泛关注。
然而，传统的LLC谐振变换器在输入电压范围较宽的情况下，其效率和稳定性常常会受到限制。
因此，为了提升宽范围输入条件下LLC谐振变换器的性能，本文对该问题进行了深入研究。
二、宽范围输入LLC谐振变换器设计1. 变压器设计在LLC谐振变换器中，变压器是其关键组成部分之一。
为了实现宽范围输入条件下的高效性能，我们需要设计合适的变压器结构。
首先，通过合理选择磁芯材料和截面积，可以降低变压器的磁耗。
其次，在变压器设计中，我们需要考虑谐振频率的选择，以便在宽范围输入条件下实现最佳工作状态。
最后，通过适当选择绕组的匝数比例，可以实现输入和输出电压的匹配。
2. 控制策略设计LLC谐振变换器的控制策略对于整个系统的性能至关重要。
为了实现宽范围输入条件下的高效性能，我们需要设计适合的控制策略。
首先，我们可以采用变压器二次侧电流控制的方式来实现谐振电压转换。
此外，我们可以引入自适应调节技术，根据输入电压的变化情况动态调整控制参数，以提高整个系统的响应速度和稳定性。
3. 输出滤波设计LLC谐振变换器输出滤波电路的设计也是实现高效性能的关键。
在宽范围输入条件下，我们需要设计合适的输出滤波电路来确保系统的稳定性和响应速度。
为了降低输出电压的峰值和波动，我们可以设计并优化输出滤波电容的数值和电路结构。
此外，引入适当的电感元件和滤波器也可以提高输出电压质量。
三、实验与结果为了验证所设计的宽范围输入LLC谐振变换器的性能，我们进行了一系列的实验。
实验结果表明，所设计的宽范围输入LLC谐振变换器能够在输入电压范围较宽的情况下，保持较高的转换效率和稳定性。
LLC谐振半桥电路分析与设计
LLC谐振半桥电路分析与设计1.高效率：由于LLC谐振拓扑的特殊结构和谐振特性，可以在高频率下实现高效率的能量转换。
谐振拓扑减少了开关损耗，提高了能量传输的效率。
2.低损耗：LLC谐振拓扑通过谐振实现零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），减少了开关器件的损耗，延长了开关器件的寿命。
3.宽输入电压范围：LLC谐振半桥电路适用于宽输入电压范围的应用。
通过合理设计电感和电容参数，可以实现对输入电压的自适应调整。
4.低EMI：LLC谐振拓扑由于其特殊的谐振结构，对电磁干扰（EMI）敏感度低，可以减少电磁干扰的产生。
在设计LLC谐振半桥电路时，需要注意以下几个关键问题：1.谐振频率的选择：谐振频率的选择要考虑到开关器件的特性和功率转换效率的要求。
一般来说，选择尽可能高的谐振频率以提高效率，但也要考虑到开关器件的开关速度和损耗。
2.电感电容参数的设计：电感和电容的参数设计要满足谐振频率的要求并达到最佳效果。
通常情况下，选择较大的电感和电容可以减少开关损耗和提高效率。
3.变压器的设计：变压器作为LLC谐振半桥电路的核心部分，需要合理设计变压器参数、磁芯材料和绕线方式等。
变压器的设计要满足功率传输需求、电压和电流的匹配以及尽可能减小损耗和体积。
4.控制策略的选择：LLC谐振半桥电路的控制策略主要包括电压控制和电流控制两种方式。
电压控制一般应用于输出电压稳定的场合，而电流控制则适用于输出电流稳定的应用。
根据具体的应用需求选择合适的控制策略。
总之，LLC谐振半桥电路是一种应用广泛且高效的电源拓扑结构，在高功率转换器设计中得到了广泛的应用。
在设计与分析时，需要注意谐振频率的选择、电感电容参数的设计、变压器设计以及控制策略的选择等关键问题。
LLC谐振半桥电路分析报告与设计
LLC谐振半桥电路分析与设计一、简介在传统的开关电源中，通常采用磁性元件实现滤波，能量储存和传输。
开关器件的工作频率越高，磁性元件的尺寸就可以越小，电源装置的小型化、轻量化和低成本化就越容易实现。
但是，开关频率提高会相应的提升开关器件的开关损耗，因此软开关技术应运而生。
要实现理想的软开关，最好的情况是使开关在电压和电流同时为零时关断和开通(ZVS，ZCS)，这样损耗才会真正为零。
要实现这个目标，必须采用谐振技术。
二、LLC串联谐振电路根据电路原理，电感电容串联或并联可以构成谐振电路，使得在电源为直流电源时，电路中得电流按照正弦规律变化。
由于电流或电压按正弦规律变化，存在过零点，如果此时开关器件开通或关断，产生的损耗就为零。
下边就分析目前所使用的LLC谐振半桥电路。
基本电路如下图所示：A图2.1 LLC谐振半桥电路其中Cr，Lr，Lm构成谐振腔（Resonant tank），即所谓的LLC，Cr起隔直电容的作用，同时平衡变压器磁通，防止饱和。
2.1 LLC电路特征（1）变频控制（2）固定占空比50％（3）在开关管轮替导通之间存在死区时间（Dead Time），因此Mosfet可以零电压开通（ZVS）,二次侧Diode可以零点流关断，因此二极管恢复损耗很小（4）高效率，可以达到92％+（5）较小的输出涟波，较好的EMI2.2 方波的傅立叶展开对于图2.1的半桥控制电路，Q1,Q2在一个周期内交替导通，即占空比为50％。
所以V A为方波，幅值等于Vin，其傅立叶级数展开为公式1 其基波分量为公式2 其中fsw为开关频率，Vi.FHA（t）为谐振腔输入方波电压的基波分量。
相应地，谐振腔输出电压（即理想变压器输出）也为方波公式3 其基波分量为公式4 其中为输出电压相对输入电压的相移，实际上为零。
2.3 FHA 电路模型将图2.1所示电路的非线性电路做等效变换，可以得到下图：图2.2 FHA 谐振电路双端口模型FHA（First harmonic approximation）：一次谐波近似原理。
半桥LLC谐振变换器设计与仿真
半桥LLC谐振变换器设计与仿真[图片]其中，Vg是输入电压，Vs和Vo分别是谐振电容两端的电压以及输出电压，Lr和Cr为谐振电感和谐振电容，Lm为变压器的主磁环路电感，Cp 为逆变器开关极的电容，Rd为负载电阻。
半桥LLC谐振变换器设计的第一步是选择合适的元件参数。
参数的选择对于谐振变换器的性能有着重要影响。
例如，谐振频率在理论上可以通过调节谐振电感和谐振电容来实现，但实际上还受到变压器耦合系数和谐振电容的品质因数的影响。
为了增强电路的稳定性和输出质量，通常在变换器中加入反馈控制回路。
输出电压的稳定性可以通过调节控制回路中比例和积分参数来实现。
在进行仿真之前，设计者需要进行理论分析和计算，以确定电路中各个元件的数值。
例如，可以通过研究输入电压的波形、电流和功率等参数来确定变压器的转换比。
在进行仿真之前，设计者还要考虑到电路的损耗问题。
例如，对于变换器的损耗进行建模，可以通过研究电压、电流和功率的分布情况来确定电路的损耗情况。
接下来，设计者可以利用仿真软件进行半桥LLC谐振变换器的设计与仿真。
仿真软件可以帮助设计者验证设计的正确性，并优化电路参数。
例如，设计者可以仿真电路的响应情况，包括电压波形、电流波形和功率波形等。
通过仿真可以帮助设计者分析电路的稳定性和效率，并进行参数的调整。
最后，设计者可以通过实际搭建电路进行实验验证。
实验可以帮助设计者验证仿真结果的准确性，并评估电路的实际性能。
通过实验结果，设计者可以进一步优化电路设计，并得到最终的实际应用方案。
综上所述，半桥LLC谐振变换器的设计与仿真是一个复杂的工程过程。
设计者需要对电路的基本原理和元件参数进行深入的理解和分析，通过仿真和实验验证，不断优化设计，最终得到满足实际应用需求的最佳设计方案。
宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验
ａ ｅｉ ｅ ．ｈ ｆ ｅ ｃ ｆｍ ｉ ｐｒ ｅｅｓｉ ａａ ｚｄＴ ｅｃｎｅｔｒ ｃ ｉ ｅ ｅｏｖｌ ｇ ｗｔｈｎ （ Ｖ ）ｆｒ ｒ ｅ ｒ ｄ ｓ ｎ ｄＴ ｅｉ ｕｎ ｅｏ ａ ａａ ｔｒ ｓ ｎ ｌ ｅ ． ｏｖｒ ｈｅ ｓｚｒ－ｏａｅｓ ｉ ｉｇ Ｚ Ｓ ｏ ｉ ｇ ｎ ｌ ｎ ｍ ｙ ｈ ｅａ ｖ ｔ ｃ ｐ－
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｔ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｉ ｌ ｔ ｃ ｕ ｅ ｎ ｈ ｇ ｅ ｃｅ ｃ ， ａｆｂ ｄ ｅ Ｌ ｒ ｓ ｎ ｎ ｏ ｖ ｎ ｒ ｉ ｄ ｌ ｓｒ ｃ ： ｅ ｏ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｆ ｓｍｐ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｈ ｆ ｉｎ ｙ ｈ ｌ— ｒ ｇ Ｌ Ｃ ｅ ｏ ａ ｔ ｃ ｎ ｅ ｅ ｓ ｗｉ ｅｙ ｕ ｉ ｉ
Ｚ ＨＵ ｈ —ｈ Ｓ ｕ ｓ ｕ，Ｌ Ｕ ｈ ａ ｇ，ＨＵ Ｙａ — ｕ Ｉ Ｃ ｕｎ ｏ ｈ ａ，ＮＩ ｎ ｈ ｎ ＮＧ Ｙｉ — ａ ｇ
（ ａｊｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｏａ ｔｓ＆ Ａ ｔ ｎｕｉ ，Ｎ ｎｉｇ２ ０ １ Ｎ ｎｉｇ Ｕ ｉ ｓｙ ｆＡ ｒｎｕｉ ｅ ｉ ｃ ｓ ｏａ ｔｓ ａｊｎ １０ ６，Ｃ ｉａ ｒ ｃ ｈｎ ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｓ ｄｅ ．ｏ ｉｅｉｐ ｔ ｏａｅａｐｉａ ｏ ，ｕｓ ｑ ｅ ｃ ｄｌｔ ｎ Ｐ Ｍ）ｉ ｃｏｅ Ｏａｏｄｐ ｌ ｉ ｈｖｒｉｇ ｉ ｔ ｉ Ｆ ｒｗｄ ｕ ｌ ｇ ｐ ｌ ｔ ｎ ｐ ｌ ｆ ｕｎ ｙｍｏｕａ ｏ （Ｆ ｕ ｄ ｎ ｖｔ ｃｉ ｅｒ ｅ ｉ ｓ ｈｓｎｔ ｖｉ ｕｓ ｗｄ ａｙｎ ｎ ｅ ｔ ａｗｄ ａｇ ｆｐ ｌ ｉｔ ｍ ｄ ｌ ｉｎ Ｐ ｉ ｒｎｅ ｏ ｕｓ ｗｄｈ ｏ ｕａｏ （ ＷＭ）Ｉ ｒｅ ｍ ｒｖ ｅｅ ｃｅｃ ， ｅｐｒｍｅ ｒ ｏ ｓｎｎ ｉ ｕｔ ｅ ｅ ｔ ． ｏｄｒｔ ｉｐｏｅｔ ｆ ｉｎｙ ｔ ａａ ｔ ｓ ｆｒ ｏ ａｔｃ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ｉ ｈ ｅ ｅ ｒ
LLC谐振半桥变换器的设计
LLC谐振半桥变换器的设计韩少韦;葛华勇;唐坤;刘宏强【摘要】LLC resonant half bridge power converter can regulate output over wide line and load variation with a rela-tively small variation of switch frequency,while maintaining excellent efficiency.It can achieve zero voltage switching (ZVS)over the entire operating range.It usually used in high power converter region.This paper firstly use first harmonic approximation(FHA)to develop the input-to-output voltage-transfer function.Then it analyzed the selection of electric pa-rameter.Finally,we designed a 300 W LLC converter working at 70~150 kHz.%LLC谐振半桥变换器可以在全电压范围内、全负载条件下使得初级端 MOSFET实现ZVS(零电压开关)，次级整流二极管实现ZCS(零电流开关)，减少了开关损耗，大大提高了效率。
而且在输入电压和负载范围变化比较大的情况下，其开关频率变化较小，有利于主参数的设计。
这种变换器通常应用在高频功率变换领域。
文中首先使用 FHA(基波近似原理)进行 LLC谐振半桥变换器的建模，然后分析了如何对变换器中的电气参数进行选择，最后设计了一个工作在70~150 kHz频率下300 W的 LLC谐振变换器。
半桥LLC谐振电路设计与研究
半桥LLC谐振电路设计与研究
半桥LLC谐振电路是一种比较常见的电路拓扑，非常适用于
电力电子转换器中的高功率变换器。
它的设计和研究环节较为复杂，但是掌握了相关技术和理念之后，可以实现高效和稳定的电力转换。
半桥LLC谐振电路的主要组成部分包括半桥逆变器、LLC谐
振电路、变压器及输出滤波电容等。
其原理是在半桥逆变器输出有载扭矩之后，通过LLC谐振电路产生出相反的谐振波形，从而实现过零开关，降低开关损耗，提高电力转换效率。
在进行半桥LLC谐振电路的设计之前，需要了解转换器经验
函数的性质、变换器失调的影响因素、谐振电路的参数选择以及电感电容选择等具体内容。
其中特别需要注意的是变换器失调对于谐振电路的影响，可以通过进一步补偿和优化来得到更好的电力转换效率。
在进行实验和仿真设计之前，需要仔细地进行理论计算和参数的选择，包括谐振频率、输出功率、工作电压等。
同时，还要对电路的损耗以及电磁干扰等因素加以考虑。
经过对半桥LLC谐振电路设计和研究的深入探讨，可以实现
高效和稳定的电力转换，提高电力设备的输出功率和效率，减少功率损耗和能源消耗。
这将有助于推动电力转换领域的发展，从而有效地促进能源的合理利用和环境保护。
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浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验
半桥型LLC谐振变换器由于拓扑简单、工作效率高而得到广泛研究。
此处针对宽电压输入的工作情况，采用脉冲频率调制(PFM)，避免了传统PWM控制占空比变化范围大的问题。
为了提升变换器效率，对各关键谐振参数进行设计，分析了其对电源输出特性的影响，使得初级开关管实现零电压开通(ZVS)，次级二极管实现零电流关断(ZCS)。
结合理论数学推导和增益曲线分析，设计了一台100 W的变频半桥型LLC谐振变换器样机，并完成了相关实验，验证了参数设计的正确性，样机的最大效率达到93．95％。
同时对变换器进行了损耗分析，以便进一步优化设计。
1 引言
半桥型DC／DC变换器广泛用于中小功率场合。
通过增大开关频率，可有效减小电源体积和重量，但会增加开关管损耗，影响电源电能质量及工作效率。
在所有工作条件下实现软开关可很好地解决上述问题。
相比传统谐振变换器，变频LLC 型谐振变换器由于特殊工作性能可在宽电压输入范围内方便地稳定电压或电流。
其结构简单，控制方便，寄生元件亦可参与谐振过程。
初级开关管可方便地实现ZVS，关断电流小；次级整流二极管可实现ZCS，消除反向恢复时二极管损耗和振荡。
在控制方法上采用PFM，开关管占空比保持在0．5，解决了宽电压输入情况下占空比变化大的问题，使得开关频率增加，从而进一步减小了变换器的体积和重量。
此处分析了变频半桥型LLC谐振变换器的工作原理和软开关特性，分析了参数设计对变换器性能的影响，以此为基础完成了电路参数的优化设计，并通过实验验证了变换器设计的正确性。
测试了电路的效率并完成了相应的损耗分析。
2 LLC谐振变换器特点和参数分析
2．1 LLC谐振变换器拓扑
图1示出半桥型LLC谐振变换器结构。
LLC谐振变换器存在两个谐振频率：Lr
和Cr的谐振频率，Lr，Cr和Lm共同发生谐振频率
通过仿真可知，当谐振变换器工作频率处于fm<FS<FR时，LLC谐振变换器可实现初级开关管的ZVS及次级整流二极管的ZCS；当FSfr时，次级整流二极管均能实现ZCS。
以上两种工况无法使变换器达到最优性能，因此不再进一步展开研究。
</FS<FR时，LLC谐振变换器可实现初级开关管的ZVS及次级整流二极管的ZCS；当FS
图2示出半桥型LLC谐振变换器等效电路。
当次级采用半波整流电路时，折算到初级的等效电阻Re=8n2RL／π2，n为变压器匝比。
由文献推导可知uab和ucd交流基波电压eab和ecd的增益为：
为便于对电路性能分析，将式(1)中一些参数进行定义。
Lm／Lr定义为谐振电感系数K，反映了电路中电感参数的性质。
定义为品质因数Q，反映了串联谐振元件和负载的相互特性。
由以上分析可得直流增益为：
由式(2)可知，Gdc与K，n，Q及开关频率有着密切关系。
正确地选择参数方能保证变换器满足一定的性能指标。
2．2 参数分析
在n=6，fr=200 kHz，Q=0．4时，当K较小时，fm较大，最大Gdc较高；当K增大时，fm随之减小，最大Gdc降低。
fr不受K变化的影响。
若K值选择过大，可能导致不能达到最大Gdc的要求；若K值选择过小，则Lm较小，通过Lm的电流峰值会相应增大以维持电压不变，增大的电流会使电感铜损增大从而降低变换器效率。
选择K时需折中考虑。
在n=6，fr=200 kHz，K=3时，fr不随Q的变化而变化，而fm则受到Q的影响。
Q越小，fm越小，变频器工作频率范围将会变宽，不利于磁性元件的工作；Q越大，fm越大，而Gdc变小，在输入电压较低时无法达到需要的输出值。
在K=3，fr=200 kHz，Q=0．4时，n不影响fm的大小变化，不影响Gdc变化范围。
n越大，Gdc越大。
需合理设计n，使其满足变换器的直流增益要求。
2．3 参数设计
此处设计的变换器参数为：额定功率100 W，最大效率大于90％。
最大输入电压Uimax=400 V，最小输入电压Uimin=250 V，输出电压Uo=36 V。
相对应的最大和最小Gdc分别为0．144和0．086。
n=Uimax／(2Uo)=5．833≈6。
合理设计Q，K，取fr=200kHz，使其在n=6的情况下满足Gdc要求。
当Q=0．4，K=3时，Gdc与fs关系如图3所示。
当变换器工作频率为fm时，Gdc为最大值0．149；当变换器工作频率为fr时，Gdc为最小值0．84。
因此，当输入电压从250 V变化到420 V时，fs保持在fm和fr之间，可实现初级开关管的ZVS及次级二极管的ZCS，从而满足设计要求。
可求得各谐振器件参数值为Re=8n2RL／π2，Lr=QRe／(2πfr)=120．4μH，Cr=Lr／(QRe)2=5 261 pF，Lm=KLr=361．1μH。
3 实验结果
根据以上参数，制作一台100W半桥LLC谐振变换器样机，以L6599为控制芯片，分别给出不同负载时变换器主要元件工作波形及效率曲线。
图4a，b分别示出输入250 V，400 V的主要工作波形。
其中iLr为谐振槽支路电流，uab为初级桥输入电压。
当输入电压发生变化时，工作频率fs发生相应变化，Uo稳定于36 V。
iLr波形滞后于uab波形。
可见，开关管可实现零电压开通。
图5a，b分别示出输入250 V，400 V的次级两个整流二极管电流波形。
当Uin 增大时，fs升高，iVD1和iVD2的最大值变小，在一个周期内导通时间增加。
当iVD1减小为零时，iVD2尚未导通，iVD1实现零电流关断；当iVD2减小为零时，iVD1尚未导通，iVD2实现零电流关断。
变换器实现零电流关断。
该变换器中，fs的变化影响着Gdc的变化。
通过图3可得到不同fs对应的Gdc，得到在不同输入电压条件下的工作频率。
图6示出实验得到相应的fs变化曲线，可见，实验值与理论值基本吻合，变换器工作于设定工作频率范围内。
4 损耗分析
对于小功率变换器，损耗对其效率的影响较大。
通过合理的参数设计，LLC谐振变换器可方便地实现主开关管的ZVS及次级二极管的ZC S，极大地减小变换器损耗。
在其他损耗方面主要源于变压器和谐振电感的铜损和磁损，开关管的关断损耗和驱动损耗，整流二极管的导通损耗。
通过分析与计算可得，满载输出时的总损耗为10．9 W，变换器满载时工作效率约为90．2％。
图7a为满载损耗比例，可得在输出电流较小的小功率变换器中，变压器损耗所占比例最大。
其中主要为铜损，可通过改进绕制工艺尽可能减小变压器铜损。
其次为整流二极管导通损耗，可通过同步整流来减小带来的损耗。
图7b为输入电压350 V的效率η曲线。
该变换器最高效率为93．95％，达到预期目标。
在250～400 V输入电压工作范围内，满载时η>90％，与理论计算一致。
5 结论
此处设计的半桥LLC谐振电路适用于宽电压输入环境，通过脉冲频率调制，使得变换器工作频率不再受到限制，有效地减小了变换器体积。
对于小功率电源，元器件损耗会严重影响到整机效率。
通过合理设计，该变换器可很好地实现软开关，从而提升电路工作效率。
此处在分析变换器工作原理基础上，分析了各关键参数对变换器性能的影响，并设计出一台100 W实验样机进行研究。
由实验结果可见，该变换器可很好地实现软开关，样机工作效率达到93．95％，达到了预期设计目的。