LLC谐振变换器工作原理
LLC谐振变换器的简化时域分析及参数设计
LLC谐振变换器的简化时域分析及参数设计LLC谐振变换器的简化时域分析及参数设计摘要：LLC谐振变换器是一种新型高效率、高性能的直流-直流变换器，具有输入输出电压和功率滑模控制、过零电压开关和损耗等特点。
与传统电压型、电流型转换器相比，LLC谐振变换器具有更低的开关损耗和更窄的频率溢出带宽，具有越来越广泛的应用。
本文简要介绍了LLC谐振变换器的工作原理及其应用领域，深入分析了LLC谐振变换器的简化时域模型及其参数设计方法，并通过MATLAB电路仿真验证了理论的正确性和准确性。
本文的研究为LLC谐振变换器的优化设计和控制提供了技术支持和理论基础。
关键词：LLC谐振变换器，时域分析，简化模型，参数设计，MATLAB仿真一、引言随着科技的不断发展和应用的广泛推广，对于高性能、高效率电力电子转换器的需求也越来越大，尤其在新能源领域的应用更是如此。
目前，随着新型电力电子器件的不断涌现和功能不断升级，电力电子转换器也在向着高效率、小体积、高性能等方向不断发展。
其中，LLC谐振变换器作为一种新型的高效率转换器，具有越来越广泛的应用前景。
二、LLC谐振变换器的工作原理及应用领域LLC谐振变换器是一种新型的直流-直流变换器，它在工作过程中利用并联电容、电感和谐振电容实现高效率的电力转换。
与传统的电压型和电流型转换器相比，LLC谐振变换器具有低开关损耗、低电磁干扰、窄频带溢出等优点，因此被广泛应用于新能源领域、工业自动化、医疗设备等领域。
LLC谐振变换器的基本电路如图1所示。
其中，L1和C1组成串联谐振网络，L2和C2组成并联谐振网络，用于实现高效率的功率转换。
电路的工作原理是在开关管K1和K2逆/正串联谐振的共振状态下，使得LLC谐振变换器的输出电压和输出电流产生一定的滞后关系，从而实现电力转换。
（图1：LLC谐振变换器基本电路图）三、LLC谐振变换器的简化时域模型及参数设计LLC谐振变换器是一种复杂的非线性电子电路，其精确模型具有较高的难度。
LC串联谐振变换器与LLC谐振变换器的 分析与比较
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。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展，DC-DC变换器作为电源系统中的关键设备，其性能的优劣直接影响到整个系统的效率与稳定性。
近年来，基于LLC（Lamp Lade & Capacitor）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其在宽输入电压范围、高转换效率和低电磁干扰（EMI）等方面的优异表现，逐渐成为研究热点。
本文将详细探讨这一类变换器的工作原理、设计方法以及应用前景。
二、LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器是一种新型的电力电子变换器，其工作原理基于谐振现象。
在电路中，通过控制开关管的通断，使电路中的电感、电容和开关管等元件产生谐振，从而实现能量的高效传输。
与传统的DC-DC变换器相比，LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有更高的转换效率和更低的电磁干扰。
该变换器由两个全桥电路组成，每个全桥电路包含四个开关管。
通过控制开关管的通断，可以实现能量的双向流动。
在正向传输过程中，输入侧的全桥电路将直流电转换为高频交流电，经过LLC谐振网络后，再由输出侧的全桥电路整流为直流电输出。
在反向传输过程中，则相反。
三、设计方法设计LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器时，需要考虑多个因素，如输入电压范围、输出电压要求、转换效率等。
设计过程中主要包括以下几个步骤：1. 确定电路拓扑结构：根据应用需求选择合适的电路拓扑结构，如全桥电路、半桥电路等。
2. 确定谐振元件参数：包括谐振电感、谐振电容和谐振频率等参数的设计与选择。
3. 控制策略设计：根据应用需求设计合适的控制策略，如PWM控制、SPWM控制等。
4. 仿真验证：通过仿真软件对电路进行仿真验证，确保设计的合理性和可行性。
四、应用前景LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
首先，在电动汽车领域，该变换器可用于电池管理系统，实现电池的充放电管理以及能量回收等功能。
全桥llc开关电源原理
全桥llc开关电源原理
全桥LLC开关电源是一种高效率、高性能的电源拓扑结构，常用于工业电子、通信设备和电源适配器等领域。
全桥LLC开关电源的原理可以从多个角度来解释。
首先，从电路结构来看，全桥LLC开关电源由LLC谐振变换器和全桥变换器两部分组成。
LLC谐振变换器由电感L、电容C和电阻R组成，通过谐振实现零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)，从而减小开关损耗，提高效率。
全桥变换器由四个功率开关管组成，可以实现双向开关控制，从而实现输出电压的调节和控制。
其次，从工作原理来看，全桥LLC开关电源在工作时，首先通过LLC谐振变换器将输入电压进行谐振变换，降低电压的峰值和开关损耗，然后通过全桥变换器进行电压变换和输出控制。
在整个工作过程中，LLC谐振变换器的谐振特性使得电路在开关过程中产生的电压和电流波形更加柔和，减小了电磁干扰和损耗，提高了电源的稳定性和可靠性。
另外，从性能特点来看，全桥LLC开关电源具有高效率、高功率密度、低电磁干扰等优点。
由于谐振特性的引入，使得电源在高
频率下工作时仍能保持较高的效率，同时减小了体积和重量，适合于要求功率密度高的场合。
另外，全桥结构的双向控制使得电源输出电压范围更加灵活，适用于不同的应用场景。
总的来说，全桥LLC开关电源通过LLC谐振变换器和全桥变换器的组合实现了高效率、高性能的电源转换，具有较好的稳定性和可靠性，适用于多种工业和通信设备领域。
LLC谐振变换器及L6599原理
LLC谐振变换器及L6599原理⽬录引⾔⼀、LLC谐振变换器原理 (2)⼆、LLC谐振腔之元件设计 (3)三、L6598\L6599芯⽚资料 ...................................................................... 错误！未定义书签。
1、L6599 芯⽚介绍............................................................................................... 错误！未定义书签。
2、芯⽚与典型⽅框图 (5)3、PIN脚功能 (5)4、典型电源系统图 (6)5、振荡器 (7)6、⼯作在轻载或⽆载时 (8)四、 L6599的⼯作流程1、L6599供电回路 (8)2、L6599的启动 (9)3、L6599稳压原理 (10)4、L6599的SCP保护及次级OCP保护 (11)附：过流延时保护电路 (12)引⾔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，已研究出了不少⾼效率的电路拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。
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了，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）。
⼀、LLC谐振变换器原理图⼀、LLC谐振原理图图⼆、LLC谐振波形图图⼀和图⼆分别给出了LLC 谐振变换器的电路图和⼯作波形。
图⼀中包括两个功率MOSFET （S1和S2），其占空⽐都为0.5；谐振电容Cs ，副边匝数相等的中⼼抽头变压器Tr ，Tr 的漏感Ls ，激磁电感Lm ，Lm 在某个时间段也是⼀个谐振电感，因此，在LLC 谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成，即谐振电容Cs ，电感Ls 和激磁电感Lm ；半桥全波整流⼆极管D1和D2，输出电容Cf 。
llc电源谐振电容上的波形
llc电源谐振电容上的波形（原创版）目录一、LLC 电源谐振电容上的波形概述二、LLC 电源的工作原理三、谐振电容上的波形分析四、LLC 电源在高压大功率场合的应用五、结论正文一、LLC 电源谐振电容上的波形概述LLC（Longo-Lissajous-Curve）电源谐振电容上的波形，是一种在电力电子领域广泛应用的电源技术。
LLC 电源采用三相三电平谐振直流变换器，具有电压波动小、效率高、输出电流品质好等优点，适用于高压大功率场合。
二、LLC 电源的工作原理LLC 电源的工作原理是通过三相交流电压控制三个电感器的电流，使得电感器电流之间存在 120°的相位差，从而实现谐振。
同时，通过调整电感器电流的大小，实现输出电压的控制。
在此过程中，谐振电容上的波形会呈现出特定的变化规律。
三、谐振电容上的波形分析在 LLC 电源中，谐振电容上的波形是关键参数之一。
根据电容上的波形，可以分析出电源系统的工作状态，如电容电压、电流、功率因数等。
谐振电容上的波形通常具有以下特点：1.波形呈正弦波状：谐振电容上的电压波形呈正弦波状，且与输入电压的频率保持同步。
2.波形幅值：波形的幅值反映了谐振电容上的电压大小，与电源系统的工作状态有关。
3.波形相位：谐振电容上的电压波形相位与输入电压相位保持一致，可以通过相位差来判断电源系统的工作状态。
四、LLC 电源在高压大功率场合的应用由于 LLC 电源具有电压波动小、效率高、输出电流品质好等优点，因此在高压大功率场合具有广泛的应用前景。
例如，在电力系统、轨道交通、工业控制等领域，LLC 电源可以提高设备的运行效率和稳定性，降低能源损耗，实现绿色节能。
五、结论总之，LLC 电源谐振电容上的波形是一种重要的电源技术，适用于高压大功率场合。
通过分析谐振电容上的波形，可以了解电源系统的工作状态，进一步提高电源的性能。
高效率LLC谐振变换器研究共3篇
高效率LLC谐振变换器研究共3篇高效率LLC谐振变换器研究1LLC 谐振变换器是现代开关电源领域中使用最广泛的拓扑结构之一。
具有输出电流大，输出稳定性好，转换效率高等优点。
因此，在许多电源电路中得到了广泛应用。
下面将从多方面介绍LLC 谐振变换器的研究进展。
一、LLC谐振变换器的拓扑结构LLC 谐振变换器的基本结构分为三个部分：LLC 谐振网络、中间转换电路和输出电路。
其中 LLC 谐振网络用于限制输出电压与输入电压之间的电压波动，中间转换电路将输入电压转换为谐振电流，输出电路的主要作用是过滤高频噪声，并将谐振电流转化为输出电压。
二、LLC谐振变换器的运行原理LLC 谐振变换器的原理是利用谐振网络与变压器的耦合实现输入电压的变换。
当跨越一个半周期的时间后，变压器的端子电压反向，LLC 谐振网络中原本储存的自由振荡能量会被耗散掉，把谐振电容释放成电压。
输出电压也随之产生。
三、LLC谐振变换器的优点1.高效率:相比其他开关电源拓扑结构，LLC 谐振变换器的转换效率更高。
2.输出稳定性好:由于LLC谐振变换器的输出电压是由谐振电容的能量释放而来的，因此其输出的稳定性和纹波较小。
3.小型化:LLC谐振变换器的整体尺寸较小，能够满足在狭小空间内集成高功率器件。
四、LLC谐振变换器研究的难点LLC谐振变换器的实现复杂，需要同时考虑谐振网络和变压器的设计、控制策略的选择以及严格的保护功能，这都是研究LLC谐振变换器的难点。
其中，谐振网络的设计需要选择合适的电感、电容和阻尼电阻，使得LLC谐振变换器在工作时达到电磁兼容性和稳定性。
此外，控制策略的选择也有待进一步研究，目前常用的有固定频率控制和变频控制。
再者，由于LLC谐振变换器在进行转换时容易出现一些非理想的情况，如过载、过流等，因此加强保护功能也是LLC谐振变换器研究的难点。
五、LLC谐振变换器未来的发展趋势LLC谐振变换器在实际应用中已经取得了很大的成功，但在某些方面还存在诸多问题。
双向全桥cllc谐振拓扑工作原理简介
双向全桥cllc谐振拓扑工作原理简介双向全桥cllc谐振拓扑是一种常见的直流-直流电源变换器拓扑结构，其工作原理基于谐振原理。
该拓扑结构由四个开关管、两个电感和两个电容构成，其中电感和电容组成了谐振电路。
当开关管进行合/断开操作时，谐振电路中将产生谐振波形，进而实现对输入电压的变换。
此外，双向全桥cllc谐振拓扑还配备了逆变器和整流器两个模块，用于实现直流电源的输出以及对输出电压的调节。
逆变器模块将DC电源转换为AC电源，整流器模块则将AC电源转换为DC电源。
通过逆变器和整流器两个模块的协同作用，双向全桥cllc谐振拓扑可以实现双向电流流通，即电源可以向输出负载提供电能，同时输出负载也可以向电源反馈电能，以实现能量的互相转换。
总之，双向全桥cllc谐振拓扑拥有高效、可靠、稳定等优点，在各类直流-直流电源变换器应用中得到广泛应用。
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LLC半橋諧振變換器
LLC半橋諧振變換器組成
串联谐振电感Ls、并联激磁电感Lp和谐振电容Cs组成LLC谐振网络，
還包含兩個功率Mosfet(Q1和Q2)組成上下开关管，諧振變壓器，D1，
D2，輸出濾波電容C2。
LLC半橋諧振變換器特點
1.基于LLC谐振网络的半桥变换器具有EMI小、效率高等优点，与
PWM控制变换器相比有着其独特的应用领域；
2. llc谐振变换器是通过调节开关频率来调节输出电压的，也就是在不
同的输入电压下它的占空比保持不变，它的掉电维持时间特性比较
好，可以广泛地应用在对掉电维持时间要求比较高的场合；
3. llc谐振变换器中副边二极管上的电压应力比不对称半桥变换器小很
多，因为，在llc谐振变换器中副边二极管上的电压应力是输出电压的
2倍，因此，在llc谐振变换器中可以选择耐压比较低的二极管，从而
可以提高电路的效率；
4.在llc谐振变换器中上下开关管的占空比是相等的；
5.在轻负载时，工作频率逐渐升高，工作在降压区域内；而在重负载
时，工作频率逐渐降低，工作在升压区域内；
6.原边输入电压为方波，电流为近似正弦波，而变压器输出电压也是
方波，电流也是正弦波；
7.在全负载范围内都具有较高的转换效率，而且频率变化范围比较窄
等.
LLC半橋諧振變換器的變壓器
LLC谐振网络需要两个磁性组件Ls和
Lp。然而，在实现应用中，考虑到高
频变压器实现结构，可以把磁性组件
Ls和Lp集成在一个变压器内，利用变
压器的漏感作为Ls，利用变压器的磁
化电感作为Lp。采用原副边分开绕制
的方法增加漏感，利用该漏感作为谐
振电感，这样一来，可以大大减少磁
性组件数目。在设计时，只要重点设
计变压器的漏感与变压器磁化电感即
可。因此，为增加漏感，需要在变压
器中加入适当的气隙，并且控制变压
器原副边的绕线方式，如图4所示。
因为变压器的原边绕组与副边绕组是
完全分离的，因此无须使用隔离胶带，
这样有助于形体的小型化。
LLC半橋諧振變換器工作原理
1）〔t1，t2〕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的体二级管导通。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。
2）〔t2，t3〕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。
3）〔t3，t4〕当t=t3时，s1仍然导通，而d1与d2处于关断状
态，tr副边与电路脱开，此时lm，ls和cs一起参与谐振。实际
电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持
不变。
4）〔t4，t5〕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的体二级管导通。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。
5）〔t5，t6〕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。此时仅cs和ls参
与谐振，lm上的电压被输出电压箝位，而不参与谐振。
6）〔t6，t7〕当t=t6时，s2仍然导通，而d1和d2处于关断状
态，tr副边与电路脱开，此时lm，ls和cs一起参与谐振。实际
电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持
不变。
LLC半橋諧振變換器電源圖片
THE END