我們分別研究了準諧振和 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的電路圖和框圖。準諧振轉(zhuǎn)換器電路圖看起來與反激式轉(zhuǎn)換器非常相似，只是有一個檢測電路來幫助確定電壓最小值的時序。

LLC 諧振轉(zhuǎn)換器(因諧振電路中的三個組件而得名：變壓器的磁化電感L m ;變壓器的漏感L lk ;以及諧振電容C r )，與雙開關(guān)正激轉(zhuǎn)換器有很大不同。所需的大漏感意味著變壓器以增加其正常漏感的方式纏繞，或者設(shè)計人員添加電感器。LLC 在初級側(cè)具有半橋結(jié)構(gòu)，但與雙開關(guān)正激轉(zhuǎn)換器不同，那里不需要任何二極管。并且在雙開關(guān)正激變換器中沒有使用諧振電容器。有兩個輸出二極管連接到中心抽頭變壓器的輸出端。這些將諧振電路的交流輸出整流為直流電壓。不需要大輸出電感器，這是雙開關(guān)正激應(yīng)用所必需的。

對于給定的輸出功率，準諧振反激式變壓器的尺寸最大，因為轉(zhuǎn)換器在將其傳輸?shù)酱渭墏?cè)之前將所有能量存儲在初級側(cè)。雙開關(guān)正激轉(zhuǎn)換器的情況并非如此，它在開關(guān)打開時將能量從初級側(cè)傳輸?shù)酱渭墏?cè)。與反激式轉(zhuǎn)換器一樣，雙開關(guān)正激式轉(zhuǎn)換器僅使用一個磁極。LLC 轉(zhuǎn)換器同時使用兩者，因此在所有條件相同的情況下，對于給定的功率水平，它通常更小。

頻率和增益

準諧振和 LLC 諧振開關(guān)的好處包括降低導通損耗。缺點是頻率隨著負載的減少而增加。兩個轉(zhuǎn)換器的關(guān)斷損耗隨著頻率的增加而變得更糟，其中t OFF 是關(guān)斷時間。這會降低負載較輕時的效率。例如，F(xiàn)airchild 的 FSQ0165RN 準諧振 FPS 電源開關(guān)使用特殊的頻率鉗位電路來抵消這個固有的缺點。控制器等待與最大頻率對應(yīng)的最短時間，然后開啟下一個可用的最小值。

LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的另一個限制是其增益的動態(tài)范圍非常有限。顯示了 LLC 轉(zhuǎn)換器的增益特性作為頻率和負載的函數(shù)。在較高的諧振頻率(在這種情況下為 100 kHz)，頻率不會隨著負載的變化而變化。但是，增益的動態(tài)范圍很低，介于 1.0 和 1.4 之間。如果 1.2 代表具有 220 VAC 輸入的系統(tǒng)增益以實現(xiàn)所需的輸出電壓，則動態(tài)范圍將允許 189 至 264 VAC 的輸入電壓范圍。因此，用這種拓撲結(jié)構(gòu)不容易實現(xiàn)通用輸入操作。但是，通過精心設(shè)計以允許保持時間條件，典型的歐洲電源是可能的。

增益的動態(tài)范圍可以通過增加相對于勵磁電感的漏電感來改善。權(quán)衡是由于較高的磁化電流而降低了輕負載效率。在實踐中，我們使用第二個電感器來增加漏感;如果漏感太大，獲得可重復的漏磁電感比存在實際限制。

應(yīng)用

準諧振反激和 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器越來越多地用于嵌入式交流輸入電源。準諧振轉(zhuǎn)換器的實際工作范圍從幾瓦到大約 100 瓦。滿載效率范圍從集成解決方案的 7 瓦、12 伏電源的 81% 左右，到使用帶有外部 MOSFET 的準諧振控制器的 70 瓦、22 伏電源的 88% 以上。低功耗示例的待機功耗遠低于 150 mW;更高功率示例的待機功率小于 350 mW。使用較低的輸出電壓會迅速將效率降低到此水平以下。一個 5 瓦、5 伏的電源將在輸出二極管中浪費至少 10% 的額定輸出功率。

準諧振拓撲的另一個好處是 EMI 遠低于硬開關(guān)應(yīng)用。頻率自然會隨著 400 伏輸入電容上的紋波而變化，并且會出現(xiàn)頻譜擴展。此外，由于在較低電壓下進行開關(guān)，共模 EMI 噪聲降低，從而降低了開關(guān)噪聲。

LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的實際工作范圍約為 70 至 500 瓦左右。帶有 PFC 前端的 FSFR2100 已用于實現(xiàn) 200 瓦至 420 瓦的電源。對于高達 200 瓦的應(yīng)用，通常不需要散熱器(在 FSFR2100 上)。通常建議在輸出端使用肖特基二極管，這些二極管通常需要散熱器。

同步整流方法可用于消除對散熱器的需求。然而，MOSFET 的控制信號不容易產(chǎn)生。使用肖特基二極管的應(yīng)用的典型峰值效率在 90 年代中期到 90 年代中期，具體取決于輸入電壓、輸出電壓和輸出功率。