諧振網(wǎng)絡(luò )通常由多個(gè)無(wú)源電感或電容組成,由于元件個(gè)數和連接方式上的差異。常見(jiàn)實(shí)用的諧振變換器拓撲結構大致分為兩類(lèi):一類(lèi)是負載諧振型,另一類(lèi)是開(kāi)關(guān)諧振型。負載諧振型變換器是一種較早提出的結構,注重電源電壓轉換比特性的改善。按照諧振元件的諧振方式可分為串聯(lián)諧振(也稱(chēng)為串聯(lián)諧振試驗裝置)變換器、并聯(lián)諧振變換器以及兩者結合產(chǎn)生的串并聯(lián)諧振變換器。
串聯(lián)諧振:由于是串聯(lián)分壓方式,其直流增益總是小于1,類(lèi)似BUCK變換器。輕載時(shí)為穩住輸出電壓,必須提高開(kāi)關(guān)頻率,在輕載或空載的情況下,輸出電壓不可調,輸入電壓升高使系統的工作頻率將越來(lái)越高于諧振頻率。而諧振頻率增加,諧振腔的阻抗也隨之增加,這就是說(shuō)越來(lái)越多的能量在諧振腔內循環(huán)而不傳遞到副邊輸出;但在負載串聯(lián)諧振中,流過(guò)功率器件的電流隨著(zhù)負載變輕而減小,使通態(tài)損耗減小。
并聯(lián)諧振:輸出端可以開(kāi)路但不能短路,會(huì )損壞諧振電容,并且過(guò)大的原邊回路電流對開(kāi)關(guān)器件及電源都會(huì )產(chǎn)生沖擊;輕載時(shí),不需通過(guò)大幅改變頻率來(lái)穩住輸出電壓。與串聯(lián)諧振相比變換器工作范圍更大,可工作至空載;當輕載時(shí)輸入電流變化不大,開(kāi)關(guān)管的通態(tài)損耗相對固定。在輕載時(shí)的效率比較低,較為適合工作于額定功率處負載相對恒定的場(chǎng)合。
傳統的LC串聯(lián)諧振開(kāi)關(guān)電源為了實(shí)現小型化,被迫提高其工作頻率,以減小濾波電感和開(kāi)關(guān)變壓器的體積,但頻率的提高卻使開(kāi)關(guān)損耗增加而效率下降,且開(kāi)關(guān)噪聲變大。
LLC串聯(lián)諧振變換器主要采用電流諧振、只在開(kāi)關(guān)從ON到0FF及OFF到ON期間是電壓諧振。其開(kāi)關(guān)波形為正弦波,因而在給開(kāi)關(guān)元件加上電壓時(shí),不會(huì )流過(guò)大電流;而且利用開(kāi)關(guān)元件的寄生電容實(shí)現零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS),可制成高頻、高效及噪聲極低的變換器。