1以半桥LLC谐振变换器为例，主开关Q1、Q2构成半桥结构，其驱动信号为固定占空比50%的互补信号，并且在上下桥臂之间应有死区时间。

谐振电感Ls、谐振电感Cs和变压器励磁电感Lm共同构成谐振槽路，具有两个谐振频率：

谐振电感Ls和谐振电感Cs产生的串联谐振频率

                                          
谐振电感Ls、谐振电感Cs和变压器励磁电感Lm产生的串并联谐振频率

                                        

重点知道：并且fs > fm。

两种描述llc的工作模态第一种

1.「工作频率f=fs时LLC工作模态」（BCM）

工作过程

阶段1/6：t0 ~ t1

Q1关断，Q2开通
D1关断，D2开通
励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VDCMLp = -n × Vout
Cs与Ls以频率fs谐振
输出能量来自Cs与Ls
该阶段持续到Q2关断为止

            

阶段2/6：t1 ~ t2

Q1、Q2均关断（死区）
D1、D2均关断
变压器副边开路，因而Lp也参与谐振
谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss2充电，同时给Coss1放电，直至V(Coss1)=Vin，Q1体二极管开始续流
该阶段持续到Q1开通为止

阶段3/6：t2 ~ t3

Q1开通，Q2关断
D1导通，D2关断
励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × Vout
Cs与Ls以频率fs谐振
电流流经Q1返回到输入源Vin（Q1工作在第3象限）
该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止

阶段4/6：t3 ~ t4

Q1开通，Q2关断
D1导通，D2关断
励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × Vout
Cs与Ls以频率fs谐振
能量由输入Vin流向输出Vout
该阶段持续到Q1关断

阶段5/6：t4 ~ t5

Q1、Q2均关断（死区）
D1、D2均关断
变压器副边开路，因而Lp也参与谐振
谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss1充电，同时给Coss2放电，直至V(Coss2)=0，Q2体二极管开始续流
该阶段持续到Q2开通为止

阶段6/6：t5 ~ t6

Q1关断，Q2开通
D1关断，D2开通
励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VLp = -n × Vout
Cs与Ls以频率fs谐振
电流流经Q2（Q2工作在第3象限）
输出能量来自Cs与Ls
该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止
此后继续阶段1/6

2.工作频率f>fs时LLC工作模态（CCM）

（在这里波形图有颜色的是画错了，波形图全部按照黑白颜色波形图为准，这个错误仅限于f>fs的这个章节中）

fs>fr的工作特性分析（连续模式，CCM）：

在该频率时M变换器的主要工作波形如下图所示：

该工作频率下，to~t5时刻总共总共有5个工作模态：

模态1[t0~t1]：t0之前的阶段死区时间里变换器完成了Q1寄生电容Coss1的放电和Q2寄生电容Coss2的充电，谐振电流ir通过Q1的提二极管Doss1续流，在t0时刻Q1收到了高电平PWM驱动信号，由于Q1寄生电容的电被放掉了，Q1的导通压降比其体二极管的正向压降小，所以谐振电流ir不再流经Doss1，开始通过导通的Q1开始续流，所以这个过程中Q1实现了零电压导通(ZVS)。

在这个阶段里，励磁电流im和谐振电流均是负值，且im>ir，这时im和ir的电流差ip流入变压器的原边绕组里然后能量会传递给变压器副边电感，整流二极管D1导通，变压器副边输出电压既是LLC变换器的负载电压Uo，而此时励磁电感被钳位为nUo(其中n是变压器匝比)，Lm是在充电状态所以im也正在线性变化。这个模态里Lm未参与谐振，Lr和Cr二元谐振，谐振频率为串联谐振fr。负载能量是由Lm提供。

模态2[t1~t2]：在上个模态中ir为负向且是减小趋势，在t1时刻ir减少到0然后发生换向，ir开始正向流过Q1，变换器原边的电流值是im+ir，在这个模态内副边的D1继续导通状态，Lm两端的电压被nVo继续钳位着，这个阶段内和上个工作模态一样也是Lr和Cr组成的二元谐振，变换器谐振频率为fr，负载能力为输入源提供。

模态3[t2~t3]：在t0到t2阶段内,Lm在t2时刻由负向线性减小过零点，然后t2时刻后开始换向为正向线性上升状态，在t2到t3的时间里变压器原边电流值为ir-im，其他的器件保持不变状态，电流谐振频率仍为fr。

模态4[t3~t4]：在t3时刻Q1的驱动信号置为低电平，Q1关断开始进入死区时间。ir开始给Q1的寄生电容Coss1充电，同时给Coss2放电；在t4时刻，谐振电流ir下降到与谐振电流im相等，上下管寄生电容的充放电过程完成，也即是对于即将导通的Q2做好了零电压导通的准备。该阶段内Lm和D1与上一时间段内相同，变换器谐振频率为fr，ir为负载提供能力。

模态5[t4~t5]：由于在上个模态时间内Q2的两端电压被体二极管钳位，所以在在t4时刻ir开始流过Doss2进行续流。在这个模态里，ir下降的值小于im，变压器原边的电流ip开始换向，ip=im-ir，这时变压器副边电流开始流向下绕组的回路中，D2在t5时刻导通，变换器输出电压变为-Uo，Lm两端钳位电压为-nUo，Lm开始反省充电。该模态时间里，变换器谐振频率依然是fr。在此阶段里负载的能量由ir和Lm共同提供。

阶段1/6：t0 ~ t1Q1关断，Q2开通D1关断，D2开通励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VLp = -n × VoutCs与Ls以频率fs谐振输出能量来自Cs与Ls该阶段持续到Q2关断为止

阶段2/6：t1 ~ t2Q1、Q2均关断（死区）D1、D2均关断变压器副边开路，因而Lp也参与谐振谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss2充电，同时给Coss1放电，直至V(Coss1)=Vin，Q1体二极管开始续流该阶段持续到Q1开通为止

阶段3/6：t2 ~ t3Q1开通，Q2关断D1导通，D2关断励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × VoutCs与Ls以频率fs谐振电流流经Q1返回到输入源Vin（Q1工作在第3象限）该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止

阶段4/6：t3 ~ t4Q1开通，Q2关断D1导通，D2关断励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × VoutCs与Ls以频率fs谐振能量由输入Vin流向输出Vout该阶段持续到Q1关断

阶段5/6：t4 ~ t5Q1、Q2均关断（死区）D1、D2均关断变压器副边开路，因而Lp也参与谐振谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss1充电，同时给Coss2放电，直至V(Coss2)=0，Q2体二极管开始续流该阶段持续到Q2开通为止

阶段6/6：t5 ~ t6Q1关断，Q2开通D1关断，D2开通励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VLp = -n × VoutCs与Ls以频率fs谐振电流流经Q2（Q2工作在第3象限）输出能量来自Cs与Ls该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止此后继续阶段1/6

3.「fm<f<fs时LLC工作模态」（DCM）

阶段1/8：t0 ~ t1Q1关断，Q2开通D1关断，D2开通励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VLp = -n × VoutCs与Ls以频率fs谐振输出能量来自Cs与Ls该阶段持续到D2电流为零

阶段2/8：t1 ~ t2Q1关断，Q2开通D1关断，D2关断，变压器二次侧开路Cs与(Ls + Lp)以频率fm谐振输出能量来自Co该阶段持续到Q2开通为止

阶段3/8：t2 ~ t3Q1、Q2均关断（死区）D1、D2均关断变压器副边开路，因而Lp也参与谐振谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss2充电，同时给Coss1放电，直至V(Coss1)=Vin，Q1体二极管开始续流该阶段持续到Q1开通为止

阶段4/8：t3 ~ t4Q1开通，Q2关断D1导通，D2关断励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × VoutCs与Ls以频率fs谐振电流流经Q1返回到输入源Vin（Q1工作在第3象限）能量回馈至输入Vin该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止

阶段5/8：t4 ~ t5Q1开通，Q2关断D1导通，D2关断励磁电感Lp电压被变压器钳位在n倍输出电压上：VLp = n × VoutCs与Ls以频率fs谐振能量由输入Vin流向输出Vout该阶段持续到D1电流为零

阶段6/8：t5~ t6Q1开通，Q2关断D1关断，D2关断，变压器二次侧开路Cs与(Ls + Lp)以频率fm谐振输出能量来自Co该阶段持续到Q1开通为止

阶段7/8：t6 ~ t7Q1、Q2均关断（死区）D1、D2均关断变压器副边开路，因而Lp也参与谐振谐振电流I(Ls+Lp)给Cosss1充电，同时给Coss2放电，直至V(Coss2)=0，Q2体二极管开始续流该阶段持续到Q2开通为止

阶段8/8：t7 ~ t8Q1关断，Q2开通D1关断，D2开通励磁电感Lp电压被变压器钳位在-n倍输出电压上：VLp = -n × VoutCs与Ls以频率fs谐振电流流经Q2（Q2工作在第3象限）输出能量来自Cs与Ls该阶段持续到谐振电流I(Ls)=0为止此后继续阶段1/8

两种描述llc工作模态第二种描述

1.「工作频率f=fs时LLC工作模态」（BCM）

（这个暂时没找到暂时看第一个）

2.工作频率f>fs时LLC工作模态（CCM）

今天突然心血来潮查看PI有没有LLC相关的设计，有倒是有，不过不过，然后就温故而知新，看了一下之前学习过的资料，用简单但是又直白的描述交流一下LLC的工作模态。所有内容均是纯手打的，内容较多，分两个贴，这个贴写fs>fr的连续工作模式。

半桥LLC谐振变换器结构如图所示：

组成半桥LLC谐振变换器的主要器件有：两个开关管Q1和Q2，谐振电感Lr、励磁电感 Lm 、谐振电容Cr，副边采用中心抽头式结构的变压器，组成整流部分的二极管D1和D2滤波电容Co。除此之外，图中还给出了Q1 、Q2的寄生电容Coss1、Coss2与体二极管Doss1、Doss2 。 

LLC谐振变换器采取的是的调频控制方式，即开关管Q1和Q2的导通占空比都约为50%，交替工作，但为防止它们同时导通，在两个开关管的驱动信号之间加入一定的死区时间。

LLC谐振变换器有三个谐振元件：Cr、Lr、Lm，故有两个谐振频率，其中一个是由谐振电感Lr与谐振电容Cr所产生的串联谐振频率:

另一个由谐振电感Lr 加励磁电感Lm 串联后与共同与谐振电容Cr产生的并

联谐振频率：

 fs是变换器的开关频率，在变换器输入电压和负载不同管控下，两个谐振频率fr和fm可以把LLC变换器的工作频率划分为三种情况：fm<fs<fr，fs=fr，fs>fr，在这三个工作频率内变换器给工作特性和波形均有区别。

fs>fr的工作特性分析（连续模式，CCM）：

在该频率时变换器的主要工作波形如下图所示：

该工作频率下，to~t5时刻总共总共有5个工作模态：

模态1[t0~t1]：t0之前的阶段死区时间里变换器完成了Q1寄生电容Coss1的放电和Q2寄生电容Coss2的充电，谐振电流ir通过Q1的提二极管Doss1续流，在t0时刻Q1收到了高电平PWM驱动信号，由于Q1寄生电容的电被放掉了，Q1的导通压降比其体二极管的正向压降小，所以谐振电流ir不再流经Doss1，开始通过导通的Q1开始续流，所以这个过程中Q1实现了零电压导通(ZVS)。

在这个阶段里，励磁电流im和谐振电流均是负值，且im>ir，这时im和ir的电流差ip流入变压器的原边绕组里然后能量会传递给变压器副边电感，整流二极管D1导通，变压器副边输出电压既是LLC变换器的负载电压Uo，而此时励磁电感被钳位为nUo(其中n是变压器匝比)，Lm是在充电状态所以im也正在线性变化。这个模态里Lm未参与谐振，Lr和Cr二元谐振，谐振频率为串联谐振fr。负载能量是由Lm提供。

模态2[t1~t2]：在上个模态中ir为负向且是减小趋势，在t1时刻ir减少到0然后发生换向，ir开始正向流过Q1，变换器原边的电流值是im+ir，在这个模态内副边的D1继续导通状态，Lm两端的电压被nVo继续钳位着，这个阶段内和上个工作模态一样也是Lr和Cr组成的二元谐振，变换器谐振频率为fr，负载能力为输入源提供。

模态3[t2~t3]：在t0到t2阶段内,Lm在t2时刻由负向线性减小过零点，然后t2时刻后开始换向为正向线性上升状态，在t2到t3的时间里变压器原边电流值为ir-im，其他的器件保持不变状态，电流谐振频率仍为fr。

模态4[t3~t4]：在t3时刻Q1的驱动信号置为低电平，Q1关断开始进入死区时间。ir开始给Q1的寄生电容Coss1充电，同时给Coss2放电；在t4时刻，谐振电流ir下降到与谐振电流im相等，上下管寄生电容的充放电过程完成，也即是对于即将导通的Q2做好了零电压导通的准备。该阶段内Lm和D1与上一时间段内相同，变换器谐振频率为fr，ir为负载提供能力。

模态5[t4~t5]：由于在上个模态时间内Q2的两端电压被体二极管钳位，所以在在t4时刻ir开始流过Doss2进行续流。在这个模态里，ir下降的值小于im，变压器原边的电流ip开始换向，ip=im-ir，这时变压器副边电流开始流向下绕组的回路中，D2在t5时刻导通，变换器输出电压变为-Uo，Lm两端钳位电压为-nUo，Lm开始反省充电。该模态时间里，变换器谐振频率依然是fr。在此阶段里负载的能量由ir和Lm共同提供。

3.「fm<f<fs时LLC工作模态」（DCM）

继续上一贴。纯手敲打的字，有错误的地方请指正。

fm<fs<fr的工作特性分析(断续模式，DCM)：

fm<fs<fr是LLC谐振变换器最理想的工作状态，也是实际应用中设计的模态，变换器的原边开关管能实现ZVS，副边开关管实现ZCS，也就是软开关模式，能提高变换器的效率，主要工作波形如下图：

该工作模式下有6个模态：

模态1[t0~t1]：在t0时刻，Q1导通。变换器位于感性工作区，电流相位滞后电压相位，ir为负向逐渐减小趋势流过Q1续流，在该阶段内ir<im，变压器原边电流值为im-ir，变压器副边有能量输出，D1导通，变换器输出电压为Uo，变压器原边电压被钳位为nUo，Lm两端也被钳位，此模态为Lr和Cr二元谐振，变换器谐振频率为fr，负载能量由Lm提供。值得注意的是，在本模态之前的Q1导通ZVS之前的情形：ir通过Doss1续流，那么Q1在导通时谐振电流流过Q1实现的零电压导通。

模态2[t1~t2]：在t1时刻ir由负减小到过零点，续流完成，然后ir换向为正向流过Q1，变压器原边电流ip=im+ir，D1依然保持开通状态，Lm两端电压被钳位为nUo，此模态下为Lr和Cr二元谐振，变换器谐振频率为fr，负载能量由输入源提供。

模态3[t2~t3]：该阶段ir正向继续上升，在t2时刻im过零点然后开始换向为正向，变压器原边ip=ir-im；Lm继续被充电，im继续线性增加；在t3时刻im=ir，在这时没有电流流入变压器原边，也即是进入了断续模式，ip=im-ir=0，副边输出电流也变为0，流过副边整流二极管的电流也较小值零，所以实现了副边整流二极管的ZCS。

模态4[t3~t4]：这个阶段比较特殊，也是fm<fs<fr工作模态下的典型特征，在该阶段ir持续与im相等，变压器原边没有电流流入，不参与能量的传输，相当于变换器与输出端隔离了，副边二极管D1和D2全部截至。Lm脱离被钳位的状态，开始参与到了谐振状态，由Cr、Lr和Lm进行三元谐振，谐振频率为fm，负载能量由输出端的滤波电容Co提供。

模态5[t4~t5]：在t4时刻Q1关断，开始进入死区时间，im给Coss1充电，给Coss2放电，在t5时刻完成开关器件的充放电过程。与上个阶段一样，im=ir，没有谐振电流在变换器内传输，由Cr、Lr和Lm进行三元谐振，谐振频率为fm，负载能量由输出端的滤波电容Co提供。

模态6[t5~t6]：在t5时刻后ir经过Doss2续流，副边整流二极管D2导通，Lm被前位于-nUo，Lm不再参与谐振，此模态下变为Lr和Cr二元谐振，变换器谐振频率增大为fr，负载能量由Lm提供。

fs=fr的工作特性分析(临界模式，BCM)：

 在fs=fr的工作模态与上述的fm<fs<fr工作模态基本类似，不过少了一个阶段4[t3~t4]。LLC谐振变换器断续和临界工作模式就是在这里进行区分的，在临界工作模式副边的二极管由断续导通变为了临界导通模态。临界模式下的谐振变换器主要工作波形如下图：

 总结：LLC变换器的三种工作模式fs>fr、fm<fs<fr和fs=fr的各个模态分析原边均能够通过开关管的体二极管进行反向续流，从而达到开关管的ZVS目的；不过fm<fs<fr工作模式下，在实现原边开关管的ZVS的同时，副边整流二极管可以实现ZCS，实现软开关；而fs>fr的连续工作模式下，不能实现副边整流二极管的ZCS，所以不推荐LLC工作在该模态下。