等离子和液晶电视现在现已走入了千家万户，这两种电器的开关电源规划比较特别，只能选用有源或许无源PFC形式，并且需求可以长期在无散热通风的环境下作业。这就要求电源不只要具有高功率密度和滑润的电磁搅扰信号，还要尽量少的运用元器件。而在这些方面，半桥LLC谐振转化器具有许多的优势。
半桥LL谐振电容和谐振电感的装备
单谐振电容和分体谐振电容都存在于半桥转化器傍边。如图1所示。关于单谐振电容装备而言，它的输入电流纹波和均方根(RMS)值较高，并且流经谐振电容的均方根电流较大。这种计划需求耐高压(600~1,500V)的谐振电容。不过，这种计划也存在尺度小、布线简略等长处。
图1：半桥LLC转化器的两种不同装备
分体谐振电容相较于单个谐振电容而言，其输入电流纹波和均方根值较小。谐振电容仅处理一半的均方根电流，且所用电容的电容量仅为单谐振电容的一半。当运用钳位二极管(D3和D4)进行简略、廉价的过载维护时，这种计划中，谐振电容可以选用450V较低额外电压作业。
望文生义，半桥LLC转化器中包含2个电感(励磁电感Lm和串联的谐振电感Ls)。依据谐振电感方位的不同，谐振回路也包含两种不同的装备，一种为分立解决计划，另一种为集成解决计划。这两种解决计划各有其优缺陷，选用这两种计划的LLC的作业方式也有细微不同。
将谐振电感安装在变压器外面是有目地的。其可以协助规划者进步规划的灵敏性，令规划人员可以灵敏设置Ls和Lm的值;此外，EMI幅射也更低。不过，这种解决计划的缺陷在于，变压器初级和次级绕组间的绝缘变得复杂，并且绕组的冷却条件变差，并需求拼装更多元件。
(a)分立解决计划;(b)集成解决计划。
图2：谐振储能元件的两种不同装备
在另一种集成的解决计划中，变压器的漏电感被用作谐振电感(LLK=LS)。这种解决计划只需1个磁性元件，并且会使得开关电源的尺度更小。此外，变压器绕组的冷却条件更好，且初级和次级绕组之间可以方便地完成绝缘。不过，这种解决计划的灵敏性相对较差(可用的LS电感规模有限)，且其EMI幅射更强，而初级和次级绕组之间存在较强的邻近效应。半桥LLC转化器建模和增益特性
LLC转化器可以经过一阶基波近似来描绘。但仅仅近似，精度有限。而在Fs频率邻近精度到达最高。
等效电路的传递函数为：
这其间，Z1和Z2与频率有关，由此可知LLC转化器的行为特性类似于与频率有关的分频器，负载越高，励磁电感Lm所遭到的沟通电阻Rac发生的钳位效果就越大。这样一来，LLC储能电路的谐振频率就在Fs和Fmin之间改变。在运用基波近似时，实践的负载电阻有必要修正，由于实践的谐振回路是由方波电压驱动的。
相应地，转化器的品质因数为：
串联谐振频率Fs和最小谐振频率Fmin分别为：
图3：标准化增益特性（区域1和区域2为ZVS作业区域，区域3为ZCS作业区域）。
LLC转化器所需求的作业区域是增益曲线的右侧区域(其间的负斜率意味着初级MOSFET作业在零电压开关ZVS形式下)。当LLC转化器作业在fs=1(关于分立谐振回路解决计划而言)的状况下时，它的增益由变压器的匝数比来给定。从功率和EMI的视点来讲，这个作业点最具吸引力，由于正弦初级电流、MOSFET和次级二极管都得到优化运用。该作业点只能在特定的作业电压和负载条件下到达(通常是在满载和额外Vbulk电压时)。
增益特性曲线的波形及所需的作业频率规模由如下参数来确认：Lm/Ls比(即k)、谐振回路的特征阻抗、负载值和变压器的匝数比。可以运用PSpice、Icap4等恣意仿真软件来进行基波近似和AC仿真。
图5：分立(a)和集成(b)谐振回路解决计划的仿真原理图。
关于LLC谐振转化器而言，满载时品质因数Q和Lm/Ls的恰当挑选是其规划的要害。这方面的挑选将影响到如下转化器特性：
输出电压稳压所需的作业频率规模;
线路和负载稳压规模;
谐振回路中循环能量的巨细;
转化器的功率;
在规划傍边，假如想要优化在满载状况时的Q和K，就要确认如下几个要素：功率、线路、负载稳压规模。品质因数Q直接取决于负载，它是由满载条件下的谐振电感Ls和谐振%&&&&&%CS确认的。Q因数越高，就导致作业频率规模Fop越大。Q值较高及给定负载时，特征阻抗就有必要较低，由于低Q会导致稳压才能下降，且Q值很低的情况下LLC增益特性会退化到SRC。
而在k=Lm/Ls方面，它决议了励磁电感中存储多少能量。k值越高，转化器的励磁电流和增益也就越低;且k因数越大，所需的稳压频率规模也就越大。
在实践中，Ls(如集成变压器解决计划的漏电感)只能在有限的规模内取值，并且是由变压器的结构(针对所需的功率等级)和匝数比决议。然后，Q因数的核算由所需的额外作业频率fs确认。这之后，k因数也有必要核算出来，以保证输出电压稳压(带有线路和负载改变)所需的增益。而在设定k因数时，可以让转化器在轻载时无法保持稳压——可以方便地运用跳周期形式来下降空载功耗。
经过对实例的解说，本文介绍了半桥LLC谐振转化器规划的部分关键和技巧，如装备、作业状况、增益特性等等。不只如此，还对一些特定的参数进行了确认。期望本篇文章可以协助我们增进对半桥LLC谐振转化器的了解。
