串聯(lián)諧振電路是由電感和電容串聯(lián)而成，當(dāng)電路在某一特定頻率下工作時(shí)，會(huì)展現(xiàn)出的阻抗特性。在諧振變換中，諧振腔與負(fù)載之間形成了一種電壓分壓的關(guān)系。通過(guò)調(diào)整輸入諧振腔的頻率，可以改變諧振腔的阻抗，進(jìn)而影響輸入電壓在諧振腔和負(fù)載之間的分配。由于是串聯(lián)分壓方式，SRC電路的直流增益始終小于1。在諧振點(diǎn)處，諧振腔的阻抗降至，使得幾乎所有的輸入電壓都落在負(fù)載上，從而實(shí)現(xiàn)最大的增益。

工作區(qū)域主要位于諧振點(diǎn)fr的右側(cè)。當(dāng)變換器在直流增益曲線斜率為負(fù)的區(qū)域工作時(shí)，它處于零電壓開(kāi)關(guān)模式；而在斜率為正的區(qū)域工作時(shí)，則處于零電流工作模式。從工作區(qū)域可以看出，在輕載情況下，為了維持穩(wěn)定的輸出電壓，開(kāi)關(guān)頻率需要升高到較高的水平，這是串聯(lián)諧振面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。為了解決輕載時(shí)的電壓穩(wěn)定問(wèn)題，需要采用其他控制方法。

當(dāng)系統(tǒng)在Vin=300v時(shí)工作在諧振點(diǎn)附近時(shí)，隨著輸入電壓的進(jìn)一步提升，系統(tǒng)的工作頻率將逐漸超出諧振頻率。隨著諧振頻率的增加，諧振腔的阻抗也會(huì)相應(yīng)增大，這意味著更多的能量在諧振腔內(nèi)循環(huán)，而非傳遞到副邊輸出。

當(dāng)輸入電壓為300V時(shí)，諧振腔內(nèi)流動(dòng)的能量相較于400V時(shí)明顯減少。在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，這些諧振能量都會(huì)在諧振腔內(nèi)循環(huán)，并最終回送到輸入端。回送的能量越多，半導(dǎo)體器件所承受的應(yīng)力也就越大，同時(shí)環(huán)路中的能量損失也會(huì)相應(yīng)增加。此外，從仿真波形中還可以觀察到，在300V輸入時(shí)，MOSFET的關(guān)斷電流顯著降低。然而，當(dāng)輸入電壓提升至400V時(shí)，關(guān)斷電流會(huì)急劇上升，接近PWM變換的最大電流，從而導(dǎo)致關(guān)斷損耗顯著增加。

面臨的主要挑戰(zhàn)包括：輕載條件下的調(diào)整率問(wèn)題、高諧振能量帶來(lái)的影響，以及高輸入電壓導(dǎo)致的關(guān)斷電流增大。

2. 并聯(lián)諧振電路的阻抗匹配

在變壓器副邊加入一個(gè)電感，是為了與變壓器原邊的電容進(jìn)行阻抗匹配。這樣做的目的是為了優(yōu)化電路的性能，確保諧振腔能夠高效、穩(wěn)定地工作。



工作區(qū)域被精心設(shè)定在諧振點(diǎn)的右側(cè)，旨在實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。相較于串聯(lián)諧振，這一工作區(qū)域更為緊湊。正是這一特性，使得并聯(lián)諧振在輕載情況下無(wú)需大幅調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率便能維持輸出電壓的穩(wěn)定。因此，并聯(lián)諧振幾乎不存在輕載調(diào)整率的問(wèn)題。

在300V的輸入條件下，諧振頻率點(diǎn)附近的工作區(qū)域與串聯(lián)諧振相似。通過(guò)仿真波形可以明顯觀察到，并聯(lián)諧振腔體內(nèi)的能量循環(huán)量顯著增加。同時(shí)，在Mosfet流過(guò)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)300V輸入下的串聯(lián)諧振關(guān)斷電流明顯小于并聯(lián)諧振。當(dāng)輸入電壓提升至400V時(shí)，關(guān)斷電流更是超過(guò)15A，這一數(shù)值甚至超越了PWM變換的電流水平。

值得注意的是，由于負(fù)載與諧振電容并聯(lián)連接，即便在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，仍會(huì)存在一個(gè)極小的串聯(lián)諧振阻抗。這意味著，即便負(fù)載為零，仍然會(huì)有大量諧振能量在循環(huán)流動(dòng)。

3. 串并聯(lián)諧振電路

串并聯(lián)諧振電路融合了串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路的優(yōu)點(diǎn)，與并聯(lián)諧振類似，它通過(guò)在副邊添加一個(gè)電感來(lái)進(jìn)行阻抗匹配。在串并聯(lián)諧振中，負(fù)載與由Lr和Cs構(gòu)成的串聯(lián)諧振腔相串聯(lián)，這使得循環(huán)能量相較于并聯(lián)諧振大大減少。同時(shí)，得益于并聯(lián)電容Cp的作用，串并聯(lián)諧振能夠在輕載情況下保持輸出電壓的穩(wěn)定。