开关电源应用技术：LLC谐振电路技术在开关电源上的应用最广泛

以前，LLC谐振电路还是一个研究的对象，一直呆在大学的实验室里面。但是今天，LLC已经作为一种优秀的拓扑被业界所广泛的接受和使用，这说明了电子行业的发展迅速，也正说明了LLC是一种非常优秀的拓扑，才能在如此短的时间里得到大家的认可。

LLC虽然已经被广泛的使用，但还有很多工程师对LLC的原理和设计不是很了解。所以今天讨论一下LLC拓扑的原理和设计。

我们以前使用的一些电路，如Buck、Boost、Forward都是PWM模式的开关电源，他们有一个共同的缺点，就是开关交叉损耗永远都存在的，怎么都避免不了。

开关电源的优势就是把直流电压（交流输入也是先进行整流）经过高频开关进行高频逆变，方便我们使用高频变压器或者高频电感进行电压、电流的变换。

经过高频化处理以后，磁性元件就会变得很小，电容的纹波电流也会变得很小，所以电源的发展趋势就是集成小型化，现在看到的开关电源，在体积重量还有成本方面，都全面超越了老式的电源。

随着技术的进一步提高，各种电子设备对开关电源的体积性能有了越来越高的要求，然后人们就开始研究消除或者减小开关损耗的方法，出现了各种各样的技术，比如有源钳位、准谐振技术、移相全桥、谐振开关电源，但是应用最广泛的还是LLC结构的谐振式开关电源。

我们把LLC和平常的电路进行比较就很容易发现LLC电路的原理就是利用电抗（阻抗、感抗、容抗）来进行分压，因为感抗、容抗的大小都是频率f的函数，所以随着频率的变化，感抗、容抗的大小就会跟随着变化，励磁电感上的交流分压可以由驱动频率来进行调整，传输到次级经过整流，就是我们需要的输出电压了。

至于ZVS（零电压导通），是利用了交流电路里面电流电压之间相位角会随着频率发生变化这一特性，如果始终保证LLC谐振腔工作在感性区域，那么我们就始终保证了谐振腔电流滞后于电压一定的相位角。

LLC最大的好处就是实现了ZVS（零电压开通），在大部分工作频率上，实现了ZCS（零电流关断），相较于我们之前所说的Buck、Boost、Forward这些传统的PWM模式峰值电流管段关断损耗低了非常多。

这样做的好处是：频率可以跑的很高，4000W等级的工业电源，谐振频率120K，最高频率300K，这也是很普通的参数，但是电源整体体积还是小了不少，频率高了磁性元器件体积就小了，电解电容也可以用的小一些；效率高，交叉损耗小了很多，效率自然就提高了，效率高了，散热片体积也变小很多，所以就可以做到小体积大功率的开关电源。

下图为一款LLC电路原理图：