在众多谐振转换器中，LLC 谐振转换器有着高功率密度应用中最常用的拓扑结构。与其他谐振拓扑相比，这种拓扑具有许多优点：它能以相对较小的开关频率变化来调节整个负载变化的输出；它可以实现初级侧开关的零电压开关 (ZVS) 和次级侧整流器的零电流开关 (ZCS)；而且，谐振电感可以集成到变压器中。NCP4390 系列是一种先进的脉冲频率调制 (PFM) 控制器系列，适用于具有同步整流 (SR) 的 LLC 谐振转换器，可为隔离式 DC/DC 转换器提供出众的效率。与市场上的传统 PFM 控制器相比，NCP4390 具有几项独特的功能，可以最大限度地提高效率、可靠性和性能。电荷−电流控制：LLC 谐振转换器通常采用电压模式控制，其中误差放大器输出电压直接控制着开关频率。然而，LLC 谐振转换器的补偿网络设计相对具有一定挑战性，这是因为采用电压模式控制的 LLC 谐振转换器有着非常复杂的特性：它有四个图腾柱，而图腾柱的位置会随着输入电压和负载条件而变化。NCP4390 采用了基于每个开关周期电荷数量的电流模式控制技术，该技术提供了更好的功率级“控制到输出”传递函数，简化了反馈环路设计，同时实现了真正的输入功率限制和内在的线路前馈。 双边沿跟踪同步整流 (SR) 控制：NCP4390 使用了一种双边沿跟踪方法，可以预测两个不同时间参考的 SR 电流过零瞬间。该技术不仅最大程度缩短了正常操作期间的死区时间，而且在任何瞬态和模式变化期间也提供了稳定的 SR 控制。
本文介绍了采用 NCP4390 的半桥 LLC 谐振转换器的设计注意事项。其中包括有关 LLC 谐振转换器工作原理的说明、变压器和谐振网络的设计，以及元件的选择。后续我们将通过分步设计程序配有设计示例来加以说明，帮助您完成 LLC 谐振转换器的设计。
图 2 显示了半桥 LLC 谐振转换器的简化电路图，其中 Lm 是充当并联电感的励磁电感，Lr 是串联谐振电感，而 Cr 是谐振电容。
图 3 说明了 LLC 谐振转换器的典型波形。我们假设工作频率与谐振频率相同，即由 Lr 和 Cr 之间的谐振确定。由于励磁电感相对较小，因此会存在较大的励磁电流 (Im)，该电流将在初级侧自由流动，不涉及功率传输。初级侧电流 (Ip) 是指初级侧的励磁电流与次级侧电流 (ID) 的总和。
一般来说，LLC 谐振拓扑是由图 2 所示的三个级组成的：方波发生器、 谐振网络以及整流器网络。
方波发生器通过交替驱动开关 Q1 和 Q2 而产生方波电压 Vd，且每个开关的占空比均为 50%。控制器则通常在连续转换之间引入短的死区时间。方波发生器可以是全桥式或半桥式。全桥方波发生器产生的方波振幅是半桥方波的两倍。 谐振网络由电容、泄漏电感和变压器的励磁电感组成。谐振网络将对高次谐波电流进行滤波。实际上，即使方波电压施加到谐振网络上，也只有正弦电流通过谐振网络。电流 (Ip ) 会滞后于施加到谐振网络上的电压（即，施加到半桥图腾柱上的方波电压 (Vd) 的基本分量），这样即允许 MOSFET 以零漏极-源极电压导通。如图 3 所示，由于电流流过反向并联二极管，因此 MOSFET 导通，而 MOSFET 两端的电压为零。 整流器网络通过整流二极管对交流电流进行整流，以产生直流电压。整流器网络可以是全波桥式整流，或者采用带电容输出滤波器的中心抽头配置。
图 3：半桥 LLC 谐振转换器典型波形
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