在现代电源技术领域，LLC 电源凭借其独特的优势受到广泛关注。下面将详细介绍 LLC 电源的原理，包括其与传统 PWM 变换器的异同、软
开关技术、谐振特性以及稳定输出电压的原理等方面，同时回顾开关电源的发展历程。
与传统 PWM 变换器异同
传统 PWM（脉宽调节）变换器通过调节脉冲宽度来实现输出电压恒定，而 LLC 是一种通过控制开关频率（频率调节）来实现输出电压恒定的谐振电路。LLC 的显著优点是能够实现原边两个主 MOS 开关的零电压开通（ZVS）和副边整流二极管的零电流关断（ZCS）。借助软开关技术，可有效降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。
普通拓扑电路的开关管为硬开关，在导通和关断时，MOS 管的 Vds 电压和电流会产生交叠，电压与电流交叠的区域即 MOS 管的导通损耗和关断损耗。为降低开关管的开关损耗、提高电源效率，有零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）两种软开关办法。
零电压开关（ZVS）：开关管的电压在导通前降到零，在关断时保持为零。
零电流开关（ZCS）：使开关管的电流在导通时保持在零，在关断前使电流降到零。
由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的乘积（V*I）有关，当采用零电压 ZVS 导通时，开关管上的电压几乎为零，所以导通损耗非常低。
电路的基本结构包括：直流母线电压 Vin，主开关 MOS 管 S1、S2（其中 Sc1 和 Sc2 分别为 MOS 管 S1 和 S2 的结电容，并联在 Vds 上的二极管分别为 MOS 管 S1 和 S2 的体二极管），它们一起受控产生方波电压；谐振电容 Cr、谐振电感 Lr、励磁电感 Lm 一起构成谐振网络；理想
变压器原副边
线圈 np、ns；二极管 D1、二极管 D2 和输出电容 Co 一起构成输出整流滤波网络。
电路实现软开关的原理
要实现零电压开关，开关管的电流必须滞后于电压，使谐振槽路工作在感性状态。LLC 开关管在导通前，电流先从开关 MOS 管的体二极管（S 到 D）内流过，开关 MOS 管 D - S 之间电压被箝位在接近 0V（二极管压降），此时让开关 MOS 管导通，可以实现零电压导通；在关断前，由于 D - S 间的电容电压为 0V 而且不能突变，因此也近似于零电压关断（实际也为硬关断）。
谐振的原理与特性
与电阻不同，电感和电容都不是纯阻性线性器件，电感的感抗 XL 和电容的容抗 Xc 都与频率有关，当加在电感和电容上的频率发生变化时，它们的感抗 XL 和容抗 Xc 会发生变化。
在 RL 电路中，当输入源 Vin 的频率增加时，电感的感抗增大，输出电压减小，增益 Gain = Vo/Vin 随频率增加而减小。
在 RC 电路中，当输入源 Vin 的频率增加时，电容的容抗减小，输出电压增大，增益 Gain = Vo/Vin 随频率增加而增加。
在 LC 谐振电路中，当输入电压源的频率从 0 开始向某一频率增加时，LC 电路呈容性（容抗＞感抗），增益 Gain = Vo/Vin 随频率增加而增加；当从这一频率再向右边增加时，LC 电路呈感性（感抗＞容抗），增益 Gain = Vo/Vin 随频率增加而降低。这一频率即为谐振频率（此时感抗 = 容抗，XL = Xc = ωL = 1/ωC），谐振时电路呈纯电阻性，增益。
谐振条件为感抗 = 容抗，即 XL = Xc = ωL = 1/ωC，谐振频率为 fo。通过调节输入电压源的频率，可以使 L、C 的相位相同，整个电路呈现为纯电阻性，谐振时，电路的总阻抗达到或近似达到极值。利用谐振的特征控制电路工作在合适的工作点上，同时又要避免工作在不合适的点上而产生危害。
稳定输出电压原理
将 LLC 电路等效分析，得到简化电路。当交流等效负载 Rac 变化时，系统通过调整工作频率，改变 Zr 和 Zo 的分压比，使得输出电压稳定。
有两个谐振频率，一个谐振频率 fo 是利用谐振电感 Lr 和谐振电容 Cr 组成；另一个谐振频率 fr1 是利用谐振电感 Lr、励磁电感 Lm 和谐振电容 Cr 一起组成。
变换器的模态分析
对于 LLC 电路，存在不同的工作区域和模态：
当开关频率 fr2 时，且谐振网络工作在感性区域时，LLC 变换器原边开关管实现 ZVS，且流过输出
整流二极管的电流工作在断续模式，整流二极管实现 ZCS，消除了因二极管反向恢复所产生的损耗。
当开关频率 f = fr1 时，LLC 谐振变换器工作在完全谐振状态，原边开关管可以实现 ZVS，整流二极管工作在临界电流模式，此时可以实现整流二极管的 ZCS，消除了因二极管反向恢复所产生的损耗。
当开关频率 f > fr1 时，LLC 谐振变换器原边开关管在任何负载下都可以实现 ZVS，但是变压器励磁电感由于始终被输出电压所钳位，因此，只有 Lr、Cr 发生串联谐振，而 Lm 在整个开关过程中都不参与串联谐振，且此时输出整流二极管工作在电流连续模式，整流二极管不能实现 ZCS，会产生反向恢复损耗。
