唐升宗

（广东泰坦智能动力有限公司，广东 珠海 519000）

1 4种不同的分析方法

全桥LLC谐振变换器的拓扑结构如图1所示。

图1 LLC谐振变换器的拓扑结构

4种分析方法的常见假设如下：一是所有开关、二极管以及无源元件都是理想的，这意味着开关和关断过程、正向电压和寄生参数被忽略；二是开关同一个支路的驱动信号互补，而两支路之间的相移为180°，占空比为0.5，忽略死区时间的影响；三是在稳定状态下，输出电容Co上的电压保持恒定[1]。

LLC谐振变换器在一半的开关周期内存在3个级，即当跨磁电感器Lm的电压钳合到正输出电压nUo时为P态、当跨磁电感器Lm的电压钳位到负输出电压nUo时为N级、当通过磁化电感Lm的电压没有被钳住到输出电压时为零态[2]。根据这3个阶段的顺序，LLC谐振变换器主要有6种工作模式，分别为PO、PON、PN、NP、NOP以及OPO。以PO运行模式为例，在半开关周期内，LLC谐振变换器首先运行在P级，然后运行在O级。

定义电感比K、串联谐振角频率ωr、品质因子Q、并联谐振角频率ωm、归一化开关频率fn为：

式中，Req为LLC谐振变换器的等效负载。

1.1 基波分析法

假设电力以基波的形式传递，变压器二次侧电流isec始终工作在临界导通模式，在分析和建模LLC谐振变换器时只考虑电压和电流的基次谐波[3]。

根据基波分析法，LLC谐振变换器的等效负载Req1可表示为：

等效电路中谐振网络输入电压的基次谐波Ein和变压器一次侧电压的基次谐波E0分别为：

结合分压规律可以得到LLC谐振变换器的电压增益为：

谐振因子A1和负载因子B1的定义为：