虽然半桥功率级通常用于隔离的中等功率应用，但具有高压输入的转换器通常设计有谐振开关以实现更高的效率，这种改进会增加复杂性，但仍提供多项性能优势。
本专题主要介绍 LLC 谐振半桥转换器的设计过程，首先简要回顾了基本谐振转换器的操作，并描述了作为设计过程基本要求的能量传递函数。 这种以电压比或电压增益函数表示的能量传递函数与谐振电路参数一起用于描述输入电压和输出电压之间的关系。 接下来，说明确定参数值的方法。 为了演示设计是如何创建的，接下来将提供一个设计示例，用于具有 300 W 输出功率、390 VDC 输入和 12 VDC 输出的转换器。 主要内容有如下几个部分：
一、何为谐振变换器
二、全面了解LLc谐振变换器
三、如何设计LLC谐振变换器
四、设计实例
更高的效率、更高的功率密度和更高的组件密度在电源设计及其应用中变得普遍。 由于这种趋势以及这些转换器具有实现更高开关频率和更低开关损耗的潜力，谐振电源转换器（尤其是那些具有 LLC 半桥配置的转换器）重新受到关注。 然而，设计此类转换器存在许多挑战，其中包括 LLC 谐振半桥转换器使用频率调制而不是脉宽调制来执行功率转换，因此需要不同的设计方法。
一、谐振转换器的简要回顾
有许多谐振转换器拓扑结构，它们都以基本相同的方式工作：将电源开关产生的电压或电流方波脉冲施加到谐振电路。 能量在谐振电路中循环，然后分出一部分或全部以提供输出。
图1 基本谐振转换器配置
在谐振转换器中，两种基本类型是串联谐振转换器 (SRC)，如图 1a 所示，和并联谐振转换器 (PRC)，如图 1b 所示。 这两个转换器都通过改变驱动电压的频率来调节其输出电压，从而改变谐振电路的阻抗。 输入电压在该阻抗和负载之间分配。 由于SRC作为输入和负载之间的分压器，SRC的直流增益始终小于1。在轻载条件下，负载的阻抗与谐振电路的阻抗相比非常大； 因此很难调节输出，因为这需要在负载接近零时频率接近无穷大。 即使在标称负载下，当输入电压范围很大时，也需要宽频率变化来调节输出。
在图1b所示的PRC中，负载与谐振电路并联，不可避免地需要大量的循环电流。 这使得在具有高功率密度或大负载变化的应用中难以应用并联谐振拓扑。
二、LCC 和 LLC 谐振转换器
为了解决这些限制，已经提出了一种将串联和并联配置相结合的转换器，称为串并联谐振转换器 (SPRC)。 这种结构的一个版本使用一个电感器和两个电容器，或 LCC 配置，如图 2a 所示。 尽管这种组合通过嵌入更多谐振频率克服了简单 SRC 或 PRC 的缺点，但它需要两个独立的物理电容器，由于交流电流高，这些电容器既大又昂贵。 为了在不改变物理组件数量的情况下获得类似的特性，可以更改 SPRC 以使用两个电感器和一个电容器，形成一个 LLC 谐振转换器（图 2b）。 LLC 相对于 LCC 拓扑的一个优势是两个物理电感器通常可以集成到一个物理组件中，包括串联谐振电感 Lr 和变压器的磁化电感 Lm。
图2 SPRC两种配置
与传统谐振转换器相比，LLC 谐振转换器具有许多额外的优势。 例如，它可以在较宽的线路和负载变化范围内以相对较小的开关频率变化来调节输出，同时保持出色的效率。 它还可以在整个工作范围内实现零电压开关 (ZVS)。 接下来将描述在隔离式半桥拓扑中使用 LLC 谐振配置，然后是设计此拓扑的过程。