主题贴---LLC谐振变换器的优化设计及8pin封装新型控制芯片UCC25600

这个一个名为“砖块电源”的网友贴出的资料，我觉得它比较清晰完整地列出了谐振变换器，特别是LLC谐振变换器的一些历史沿革，这里借用一下作为开篇。
不知道这些文章的篇名叫什么，如果有的兄弟请将完整的文章贴出，谢谢。
与大家分享LLC-4.
5.1 LLC谐振变流器的发展历程
串联谐振变流器和并联谐振变流器是两种具有两个谐振元件的谐振型D/DC变流器,已被研究得非常透彻[1~3].其基本结构如图1(a)和(b)所示.这两种谐振变流器虽然结构简单,但是有不少缺陷,阻碍了他们在工业界的广泛应用.
和普通的PWM变流器相比,谐振变流器中的LC谐振网络可以为开关管创造无损开通或者无损关断的条件.在串联谐振变流器中,负载是以电压源的形式和谐振网络串联的,而并联谐振中负载是以电流源的形式和谐振电容并联的.通常,串联谐振变流器或者并联谐振变流器的开关频率低于谐振频率开关管可以取得零电流关断的效果;开关频率高于谐振频率开关管可以取得零电压开通的效果.
这两种谐振变流器通常采用变频控制.串联谐振变流器负载变化的时候如果要使输出电压恒定不变,开关频率需要在很宽的范围内变化.对于空载的情况,串联谐振变流器失去调节能力.并联谐振变流器可以对空载进行调整,但是在轻载的时候循环能量非常高,会使轻载效率非常低.另外,这两种变流器对输入电压的变化也需要很宽的频率范围来调节,所以不适合工作于宽范围输入的场合.对于固定输入电压固定负载的应用场合可以考虑采用这两种变流器.
因为串联谐振变流器和并联谐振变流器都只有两个谐振元件,所以很难找到简单的方法来改善上面的问题.再增加谐振元件来改变这些特性是一个不错的思路.为了提高谐振变流器的性能,Rudy Severns在文献[4]中根据谐振元件不同的排列组合,用穷尽的方式给出了38类具有三个谐振元件的谐振变流器,其中LLC谐振变流器有18类.但是文中没有对每一类谐振变流器作详细的分析,只是提出有且仅有这18类可正常工作的LLC谐振变流器.在这18类LLC谐振变流器中,第4类[9-21]、第10类[5]、第11类[6]、第13类[7]、第17[8]类先后都有专家进行详细的研究.研究第4类LLC谐振变流器的文献最多,实践也证明这类LLC谐振变流器的综合性能比较占优.下面将第4类LLC谐振变流器简称为LLC-4.LLC-4拓扑结构最早于1988年在文献[9]中出现,但是该文中并没有给出详细的工作过程和设计方法.1994年的文献[10]详细给出了LLC-4工作于buck区的详细原理和设计方法.1997年的文献[11]详细给出了LLC-4工作于boost区的详细原理和设计方法.于1999年台达上海电力电子研发中心(DPEC)开始研究LLC-4,并发现了它的诸多优点,然后努力往通信电源、adapter、Bus converter等产品面推广.受到DPEC的启示,2000年美国CPES也开始研究LLC-4,并发表了一系列的研究成果.之后,LLC-4为诸多专家、学者所重视,详细研究了该电路全范围工作情况[12-14]、磁集成[15]、过流保护[16]、三电平结构[17,18]、工业应用[19,20]等等.文献[22]给出了一种将谐振元件放在二极管桥两边的第4类LLC的变形结构.本论文将这种变流器称为隔桥谐振变流器.
事实上第11类LLC和第4类LLC的特性是类似的,可以通过简单的电路等效来转化.
尽管如此,LL-4还是较不成熟的拓扑,LL-4应用于实际产品中还是有很多未的技术有待于解决.虽然也有产品采用LL-4作为基本拓扑,但是其中不少问题是通过仿真和实验的方法来解决的,其理论上还不够完善.
本章将从最简单的LLC-4出发详细分析了LLC-4的特征,又从系统集成某些标准模块的应用角度对LLC-4的结构进行了改造和优化,弥补了传统LLC-4在这些应用场合下的一些缺点,拓展了LLC-4的应用范围.

参考文献:
[1] Robert L. Steigerwald,“A comparison of half-bridge resonant converter topologies”, IEEE Transaction on Power Electronics, 1988, vol.3, No.2, pp.174-182.
[2] Khai D. T. Ngo, “ analysis of a series resonant converter pulsewidth-modulated or current-controlled for low switching loss,” IEEE Transaction on Power Electronics, 3(1), 1988, pp.55-63.
[3] C. Q. Lee, K. Siri, “ Analysis and design of series resonant converter by state plane diagram,” IEEE Transaction on Aerospace and electronics system, 22(6), 1986, 757-763.
[4] Rudy Severns, “Topologies for three element resonant converters”, IEEE APEC 1990, pp.712-722.
[5] R. Liu, I. Batarseh, C. Q. Lee, “The LLC-type and the class-E resonant converters”, In Conference record of High Frequency Power Conversion 1989, pp.486-496, Naples Florida.
[6] C. Chakraborty, M. Ishida, “Performance, design and control of a series-parallel(CL2-type) resonant DC/DC converter ”, IEE Proc. Electric Power Applications 2002, pp.360-368.
[7] Harold Seidel, “A high power factor tuned class D converter ”, IEEE PESC 1988, pp.1038-1042.
[8] R. Liu, C. Q. Lee, “The LLC-type series resonant converter--- variable switching frequency control ”, Proceedings of IEEE 32nd Midwest Symposium on Circuits and Systems 1989, pp.509-512, Urbana, IL, Augest 1989.
[9] E.G. Schmidtner, “A high frequency resonant converter topology”, In Conference record of High Frequency Power Conversion 1988, pp.390-403.
[10] Ashoka K. S. Bhat, “Analysis and design of LCL-type series resonant converter”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1994, Vol.41 No.1, pp.118-124.
[11] A. Liberatore, M. Bartoli, A. Reatti, “Full-range power supply based on a two-inductor resonant current-clamped (L2R-CC) DC-DC Converter ”, Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems 1997, pp.873-876, Hong Kong.
[12] Guisong Huang, Yilei Gu, Alpha J Zhang,, “LLC series resonant DC/DC converter,” Proceedings of DPEC Seminar 2000.
[13] Guisong Huang, Alpha J Zhang, Yilei Gu, “LLC series resonant DC-to-DC converter,” US Patent, No.: 6344979, Feb. 5, 2002.
[14] Lazar J.F., Martinelli R., “Stedy-state analysis of the LLC series resonant converter,” IEEE APEC Proceedings, 2001, pp. 605-609.
[15] Bo Yang, Yuancheng Ren, Fred C. Lee, “Integrated magnetic for LLC resonant converter,” IEEE APEC Proceedings, 2002, pp. 346-351.
[16] Bo Yang, Fred C. Lee, Matthew Cancannon, “Over current protection methods for LLC resonant converter,” IEEE APEC Proceedings, 2003, pp. 605-609.
[17] F. Canales, P.Barbosa, and F. C. Lee, “A wide input voltage and load output variations fixed-frequency ZVS DC/DC LLC resonant converter for high-power applications,” IEEE IAS Rec., 2002, pp. 2306-2313.
[18] Yilei Gu, zhengyu Lu,Zhaoming qian, “Three-level LLC resonant DC/DC converter”, IEEE Transactions on Power Electronics, 2005, Vol.20 No.4, pp.781-789.
[19] Bo Yang, Fred C. Lee, Alpha J. Zhang, Guisong Huang,“LLC resonant converter for front end DC/DC conversion,” IEEE APEC Proceedings, 2002, pp. 1108-1112.
[20] Gregory Ivensky, Svetlana Bronstein, Sam Ben-Yaakov, “Approximate analysis of the resonant LCL DC-DC converter,” EEE in Israel, 2004, pp. 44-47.
[21] Yilei Gu, Lijun Hang, Huimin Chen, “A Simple Structure of LLC Resonant DC/DC Converter for multi-output applications,” APEC 2005, pp.1485-1490.
[22] Michael J. Ryan, William E. Brumsickle, Deepak M. Divan,“A new ZVS LCL-resonant push-pull DC-DC converter topoloy”, IEEE Transaction on Industry applications, 1998, vol.34, No.5, pp.1164-1174.