五、學習LLC諧振變換電路的工作原理

在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調節電路元件（L或C）的參數或電源頻率，可以使它們相位相同，整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。

諧振的實質是電容中的電場能與電感中的磁場能相互轉換，此增彼減，完全補償。電場能和磁場能的總和時刻保持不變，電源不必與電容或電感往返轉換能量，只需供給電路中電阻所消耗的電能。

按電路聯接的不同，有串聯諧振和并聯諧振兩種。

串聯諧振。由ZL=JWL,得出電感阻抗隨頻率增加。由ZC=1/JWC,得出電容阻抗隨頻率減少；因此，當電容器與電感器串聯連接時，它們的阻抗會被相互抵消。在低頻時，它就像一個電容，高頻時它就像一個電感，在頻率為W= 1/LC時，阻抗為0，相當于短路，電流達到最大值，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，又叫電壓諧振。

串聯諧振電路

并聯諧振是指在電阻、電容、電感并聯電路中，電容和電感阻抗相等，出現電路端電壓和總電流同相位的現象。整個電路呈純電阻性，線路中總電流最小，支路電流往往大于總電流，因此又叫電流諧振。

并聯諧振電路

LLC電路又稱為串并聯諧振電路（SPRC），LLC諧振變換電路因其能夠在寬輸入和負載變化下工作，開關管可以通過零電壓開關（ZVS）導通，輸出整流二極管也可以通過零電流開關（ZCS）關閉，從而最大限度地減少損耗。

LLC要實現零電壓開關，開關管的電流必須滯后于電壓，使其工作在感性狀態。

LLC諧振電路存在兩個諧振頻率：fr1=12πLrCr，fr2=12π（Lr+Lm）Cr，考慮到盡可能提高效率，設計電路時需把工作頻率設定在fr1附近。對于MOSFET管而言，ZVS模式下開關損耗更小。

LLC諧振全橋變換電路由于具有較高功率密度而廣泛用于中、大功率場合，主要由初級線圈，4個功率MOS管，諧振電感Lr、諧振電容Cr、勵磁電感Lm，次級則由整流二極管VD5和VD6以及輸出濾波電容Co組成。

假設該電路工作在fr1< fs<fr2的頻率范圍內，可將一個開關周期分為六個過程：

• （t0-t1）t0時刻，Q1和Q4開通，諧振電流Ir經過Q1和Q4，變壓器次級電壓上正下負，DR1導通，為負載R提供能量。Lm由于Q4導通被鉗制，不參與諧振過程，勵磁電流線性上升。
• （t1-t2）t1時刻，ILm=ILr，DR1,DR2無電流，次級輸出電壓對Lm不再鉗位，Cr被恒流線性充電升高電壓，此時電容Cf向負載供電。
• （t2-t3）t2時刻，Q1和Q4關斷，D2和D3導通續流，從而為Q2和Q3的ZVS開通創造了條件。變壓器初級電壓極性切換，DR2開始導通，由于此前DR1電流歸零，故沒有反向恢復。Lm重新被次級輸出電壓鉗位，退出諧振過程。
• （t3-t4）t3時刻，Q2和Q3開通，DR2繼續導通向負載提供能量。Lm仍被輸出電壓鉗位不參加諧振，故ILm線性下降。
• （t4-t5）t4時刻，ILm又重新等于ILr，DR1，DR2的電流為零，次級輸出電壓對Lm不再鉗位，Lm開始參與諧振，Cr被反向恒流充電，其電壓線性升高。
• （t5-t6）t5時刻，Q2和Q3關斷，D1和D4導通續流，從而為Q1和Q4的ZVS開通創造了條件。變壓器初級電壓極性切換，DR1開始導通，由于此前DR2電流歸零故沒有反向恢復。Lm重新被次級輸出電壓鉗位，退出諧振過程。

LLC諧振全橋拓撲電路

同步通信程序寫法
單片機拉低時鐘線
延時
單片機準備數據
延時
單片機拉高時鐘線，產生上升沿，數據線的數據被芯片保存

單片機拉低數據線，準備數據
延時
單片機拉低時鐘線，產生下降沿
延時
單片機拉高時鐘線，產生上升沿，數據線上的數據被芯片保存

總結

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