LLC谐振半桥变换器可以在宽电压范围内全负载条件下实现软开关，在整个工作过程中，实现初级MOSFET的零电压开关（ZVS）和次级整流二极管零电流开关（ZCS）。因此可以达到较高的效率和功率密度，而且在负载和输入电压范围变化较大的情况下，其开关频率变化较小。文中首先分析了LLC谐振半桥变换器的工作原理，并基于TI公司的UCC29950芯片设计了一种300W电源样机，该芯片集成了PFC和LLC控制器。文章重点介绍了LLC谐振半桥变换器的参数设计，实验结果表明该电源性能优良。
0引言 随着测量仪器小型化、轻量化的发展，高效率高功率密度的电源变换器已成为电源发展的趋势。 提高功率密度最有效的方式就是提高开关频率，高频下的磁性元件体积会大幅度减小，但频率的提高会使开关管的开关损耗加大，对变换器的效率造成影响。采用高频工作将大大降低无源器件的尺寸，如变压器和电感器等。但随之而来的开关损耗对高频工作带来了不利影响，严重制约了开关频率的不断提高。为减少开关损耗和整流损耗，提高开关电源变换器的工作效率，因此提出了谐振软开关技术。LLC谐振变换器电路结构简单，能实现初级主开关管的零电压（ZVS）导通和次级整流管的零电流（ZCS）关断，设计相对简单。同时，电流波形呈正弦化，开关损耗和噪声可大幅度减少，有效地减少了电磁辐射的干扰。
1LLC谐振半桥变换器的基本工作原理 LLC谐振变换器是在传统的串联和并联LC谐振变换器的基础上改良产生的，它既吸收了串联谐振变换器谐振电容所起到的隔直作用和功率谐振回路电流随负载轻重而变化以及轻载时效率较高的优点，同时又兼具了并联谐振变换器可以工作在空载条件下，对滤波电容的电流脉动要求小的特点，是一种比较理想的谐振变换器拓扑。一般来说，LLC谐振半桥变换器包括三部分，如图1所示。
（1）方波发生器：每次切换都以50％占空比交替驱动开关Q1和Q2，从而产生方波电压Ud。UO1由交流电压整流并经过功率因数校正获得，从而提供更高且稳定的直流电压，同时也减小了电流应力，降低了谐波污染。
（2）谐振网络：包含串联谐振电感Lr、并联谐振电感Lm和串联谐振电容Cr。 Lm可以用变压器的励磁电感来实现，当方波电压Ud作用在谐振网络上时，只允许正弦电流通过谐振网络。因此，谐振电流Ir相对方波电压Ud延迟作用于谐振网络，这为开关管的零电压开通创造了条件。谐振网络可以滤掉高次谐波电流，LLC谐振半桥变换器的典型波形如图2所示，当电流流经反向并联二极管时，开关管开启电压为零。
（3）整流滤波网络：通过二极管整流和电容器滤波储能，实现输出直流电压稳定。 LLC谐振半桥变换器有两个不同的谐振频率，当变压器的励磁电感Lm不参与电路谐振时，变换器的谐振频率定义为fr，如式（1）所示： 
当变压器的励磁电感Lm参与电路谐振时，变换器的谐振频率定义为fm，如式（2）所示： 
当工作频率fs<fm时，谐振变换器初级的开关管既不能实现零电压导通，次级整流二极管也不能实现零电流关断，实际设计时要避免电源工作在这个区域；当工作频率fr<fs时，谐振变换器初级的开关管可以实现零电压开通，但是次级的整流二极管电流连续，无法实现零电流关断；当工作频率fm<fs<fr时，谐振变换器在全负载范围内，谐振电路的开关管可以实现零电压导通，二极管可以实现零电流关断。因此在电路设计时，应使开关管的工作频率尽量落在fm<fs<fr区间。
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