LLC諧振電路的工作原理困惑

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想學習LLC拓撲，但一直搞不懂其中的原理，在網上也查了一些資料，始終感覺是云里霧里.

就拿 RLC串聯諧振電路來說，要想使其發生諧振，那么首先肯定要輸入一個交變的信號到電路里，且這個交變的信號頻率要跟諧振頻率正好相等才行

我理解不了的是：

1.   LLC 電路中每一個完整的開關周期里，只有在上管導通時候 才給它一個占空比為50%的方波，就假設這個上管導通時輸入的是正半周，那下管導通時根本就沒給電路負半周的信號，這樣一來 整個電路就沒有交變的信號輸入  它是怎么就發生了諧振呢？

2. 可不可以這樣理解，LLC不是發生諧振，而是發生 LC 振蕩，通過 L C 之間的能量交換,在這個過程中來得到正弦波？

3.  我看好多資料講工作過程都是從下管先導通開始講起，如果整個電路在初始狀態，L C 里沒有能量，那下管先導通有什么用呢？

希望大俠們指點指點 謝謝啦

1.上管導通輸入信號是VIN，下管導通輸入信號是GND，這個就是交變信號。仔細理解下交變信號的含義。

3.工作過程是循環的，不是說從下管導通開始講實際電路就是下管先導通?？隙ㄊ巧瞎荛_始導通后電路才開始工作。

1.還是有點不太明白，可不可以這樣理解，其它的先不管，假如電路工作在諧振狀態，電流跟電壓沒有相位差,是同向.  且電容已經充滿電能，左邊為負。 右邊為正。

2.在整個上管導通時的前一半時間里。外接激勵電源電流跟電容(Cr)放電的電流同向，此時激勵電流從電源正極出發，經過上管，經過Cr，經過Lr， 經過 Lm 到電源的地，再經過電源本身，回到電源的正極.

3. 電容放電的路徑也從電容正極(右邊)出發， 經過 Lr，經過 Lm 到電源的地，經過電源本身，再從電源的正極出來，經過上管，回到電容的負極(左邊)。

4. 在整個上管導通時的前一半時間結束時刻，電容放電完畢，放電電流達到最大，電容上的電壓為0，電感 Lr 儲存電容上的能量。

5. 緊接著，上管導通時的后一半的時間開始，激勵電流還是從電源正極出發，經過上管，經過Cr，經過Lr， 經過 Lm 到電源的地，再經過電源本身，回到電源的正極.

6. 同時，由于電感 L r 的特性使電流不能突變。電感 Lr 此時 就相當于一個電源了，這時電感 Lr 左邊為負，右邊為正，電感 Lr 反向給電容充電.  充電電流從電感的正極(右邊)出發，經過 Lm 到電源的地. 經過電源本身，再從電源正極出來，經過上管，經過電容，回到電感的負極(左邊)。

7上管導通時的后一半的時間結束時刻，電感 Lr 反向充電結束，反向充電電流為0 ，電容 Lr 儲存電感上的能量，但是電容 Lr 上的極性卻是左邊為正右邊為負。

1.然后上管關閉，下管導通，在下管導通的前一半時間里，電容又放電，電容放電路徑為: 從電容正極(左邊)出發，經過下管，經過 Lm，經過Lr，回到電容的負極(右邊)。

2.在下管導通的前一半時間結束時刻，電容放電完畢，電容上的電壓為0，放電電流達到最大，電感儲存電容上的能量。

3.在下管導通的后一半時間開始時， 由于電感的電流不能突變，相對于上一次來說，電感又再一次反方向給電容充電。

4. 此時電感 Lr 相當于電源，左邊為正，右邊為負，充電的路徑為:  從電感的正極(左邊)出發，經過電容Lr，經過下管，經過 Lm，回到電感 Lr 的負極(右邊).

5. 直到下管導通的后一半時間結束時刻，電感給電容充電完畢，充電電流為0，電感上的能量為0，電容儲存電感上的能量。電路又回到起始狀態.

謝謝你的回復，我基礎不太好，可能一時還不能理解透。

不過我還有幾個問題想請教一下。

1. 上圖中流過 Np 上的電流是什么電流呢，如果說是諧振電流，那此時的諧振電流是向上的，而它卻是向下的，這是為什么呢？？？

2.  次級的二極管導通時，次級就有輸出電壓了，那么初級繞組就被次級鉗位，初級就有電壓了，電壓為 n*Vo  此時初級就有勵磁電流了，不管是正向的還是反向的，那為什么這個勵磁不是從零開始上升呢？？

2.  勵磁電流的回路是經過哪些地方呢？？

 上管導通時，母線電壓加在初級變壓器上，上正下負，根據電磁感應原理，電流從初級同名端進，從次級同名端出，的確是次級的上面一個二極管導通。

而當下管導通時，并沒有母線電壓加載在變壓器上，是如何根據電磁感應原理 判斷出次級的哪個二極管導通呢，我看資料上都是下管導通，但我就是分析不出來其中的原理，

希望大俠們幫幫我這只菜鳥吧 ，這段時間想這些問題 頭都大了

上管導通時，母線電壓加在初級變壓器上

諧振電容、諧振電感上也有電壓啊，那變壓器原邊電壓到底加了多少呢

1，應為上一個狀態時勵磁電流還沒回復到零

2，諧振電流一部分充當勵磁電流，一部分為負載提供能量。勵磁電流就是次級二極管導通的時候，初級電感上的電流

恩，謝謝。這個我明白了，是因為電感電流不能突變的原理，就算勵磁電流要相對于上一次流向的 反向增大，那也要抵消上一次電流的方向，直到抵消到零，再往上增加

還有一個問題向你請教一下

 當開關頻率等于諧振頻率時，在t1時刻正好完成半個周期的諧振，勵磁電流與諧振電流剛好相等

1. 為什么勵磁電流與諧振電流剛好相等？？？？

2.  有沒有可能在功率管關斷的時候，勵磁電流大于諧振電流 或是 勵磁電流 小于諧振電流 .( fs>fr   fr2<fs<fr  這兩種情況下除外，是指在 fs = fr 的情況下 ).因為勵磁電流是由于次級的反射電壓和初級的勵磁感量所決定的，不同的電感量 對應著不同的勵磁電流，難道剛好這個電感量所形成的勵磁電流就等于諧振電流？？？

如果說使勵磁電流與諧振電流相等的目的 是為了使 次級的二極管零電流關斷 這樣就沒有反向恢復時間的問題

2.  那么這個相等的起因是: 人為的通過調整元件參數得到的，還是當開關頻率等于諧振頻率時，只要完成半個周期的諧振，電路自動會使諧振電流與勵磁電流相等

  還有一個問題想向您確認一下

如上圖所示，在普通的 RLC 諧振中，當外接的激勵電源頻率與 LC 諧振頻率相同時，諧振電流達到最大，阻抗角為0，即電流與電壓之間沒有相位差.

同樣的，把這個問題引伸到 LLC中去，在 LLC 的諧振過程中，除了 Q1 Q2 死區時間外，絕大多數時間里，都是 Cr 和 Lr  在進行諧振，Lm 是不參與諧振

的，因為它被次級電壓給鉗位了，在電路中只能做為負載的形式存在。

那么問題來了，既然電路中 只有 Cr 和 Lr  在進行諧振 ，且當 fs=fr1 時，電壓與電流應該同相，阻抗角應該為0.

那為什么不管在哪種頻率下，在LLC 的諧振過程中，電流都會滯后電壓呢？？？？

如上圖中的 A B 兩點之間的電流。

我的理解: 1.  在整個電路的過程中，設置 fs 大于 fr2  這樣一來，就算在死區時間內，Lm參與諧振，電路也是呈感性，所以電流滯后電壓。

               2.  在只有  Cr 與 Lr  諧振過程中，當 fs=fr1 時，理論上電壓與電流之間應該沒有相位差的，雖然  Lm 不參與諧振，但此時 Lm 被次級鉗位了，

                   它在電路中是充當 負載的形式存在，且這個負載還是感性負載，所以電流也會滯后電壓。

不知道 我這樣理解對不對

我看資料上是這樣計算的

我看到上圖上說：當 fs=fr1 時，串聯Cr 和 Lr 變成零阻抗狀態

所以我直到現在都沒想明白，

Lr 書面上叫諧振電感，但它實際上就是漏感啊，

因為此時初級被鉗位了，勵磁電感不參與諧振，只有漏感能參與諧振，它要么是外加的一個電感來充當漏感，要么就是變壓器自身的漏感。

fr1 就是漏感跟諧振電容的諧振頻率啊，怎么還要加上漏感呢？？

這幾天一直在看資料，也看了一些公式的推導，還有一些疑問 想請教一下。

這是某一諧振電路的直流增益曲線圖，是假設在K值和匝比固定下的情況下變化Q值得到的。

1. 每條 Q 值曲線的頂部都有一個拐點，也就是感性和容性的的區分點，即拐點的左側為容性，右側為感性。

2. 只要開關頻率 fs 大于這個拐點頻率，即開關頻率在曲線拐點的右側，那么電路就工作在感性狀態。

3.  所以從圖上就可以看出，當 fs>fr 或是  fs=fr 時，對于不同的Q值曲線，都是在拐點的右側，所以電路都是工作在感性狀態。

4.  在 fm<fs<fr 的這個區域，不同的Q值曲線  有不同的拐點頻率，而且隨著Q值的增大，這個增益的拐點頻率會不斷增大。

5.  我的疑惑是：相對于某一Q值曲線(負載固定)，那么當開關頻率大于它的拐點頻率，它就工作在感性狀態，小于拐點頻率，它就工作在容性狀態

     反過來說，固定開關頻率 在這個區域的某一點上，那么Q值(負載)的改變，是不是有可能使電路工作在感性狀態，或是容性狀態。

6.  看上圖，假如工作頻率固定在 Fn=0.6 的比值處，那么對于 Q=0.1 這條曲線來說，它是工作在感性狀態，對于 Q=0.2 或者 Q=0.5等等，這條曲線來說，它們卻是工作在容性狀態，從圖上就可以看出，FN=0.6 的這個頻率點 并沒有超過它們的拐點，是工作在容性狀態。

7.  所以我看好多資料上都說：LLC諧振有一個最小頻率 fm。只要工作頻率大于fm, 那么電路就工作在感性狀態，這條結論是不是錯了？？？

8.  當然，這個最小頻率是在 Q 值無限小，接近空載時的頻率。所以這個確實是最小諧振頻率。一旦開關頻率小于fm，那電路無論如何都是工作在容性狀態了

    但不能說只要開關頻率大于這個最小頻率，電路就工作在感性狀態。

    是不是后面還要加上一句：  在 fm<fs<fr 的這個區域里，要想電路工作在感性狀態，還需要有 相對應的Q值(負載)來配合才行。

9.  而且負載是我們所需要的，是會變化的，開關頻率也是可以變化的，只能說 首先設置開關頻率不能小 fm , 然后，負載改變，電路通過改變開關頻率來配合它工作。

不知道 我這樣說對不對

你是最近在做LLC的產品嗎？可以問問周圍的人，理解的快點，我簡單的給你說下吧。

首先，Q曲線的頂點不是感容區的分界線，是在頂點向右一點才是分界點

其次，你要明白Q值的定義是什么意思，Q是品質功率因素，在我們設計產品時在滿足增益足夠的條件下 Q值需要越大越好，不能去取Q值很小的曲線。

最后，在設計LLC參數的過程中，你自己需要根據經驗定義諧振頻率，當輸入電壓最低，輸出電壓最高且最大功率的時候，這個時候是整個系統需要最大增益的時候，我們由此來確定Q值曲線，簡單的說就是滿足最大增益的條件下，選出Q值曲線，當負載變了，系統需求的增益變小了，不是就肯定滿足了唄。進而計算出諧振參數。

 我也是上個公司做過LLC產品，就學習了一兩個月，可能有不對的地方，可以互相多交流交流。

沒做產品， 我以前在公司里做LED驅動的，做些反激 BUCK,這些拓撲之類的，現在轉行了，沒做技術，開了個小店，混日子過嘛

反正平時時間也充足，就想多學點東西。

以前沒有接觸過LLC, 現在想學又找不到完整的資料，圈子里朋友也都是小功率的為主，也沒怎么做過LLC

我再看看吧，不過還得謝謝你

3.  我看好多資料講工作過程都是從下管先導通開始講起，如果整個電路在初始狀態，L C 里沒有能量，那下管先導通有什么用呢？》》》》

我的想法和你的一樣，最開始的狀態就是開機瞬間，整個LC諧振腔里面根本沒有能量，怎么還會給上管結電容充電。

初級類似正弦波的電流是怎么來的，

能講清楚嗎。

下面幾個文件是我自己整理的，我想里面肯定會有很多錯的地方，我也知道還有很多初學者跟我一樣，有這樣或是那樣的問題需要得到大家的幫助

希望能幫到更多的像我這樣的小菜鳥，同時也能及時的找出問題出來，以便改正，反正大家就是共同學習，共同進步。

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