新型拓扑LCC和LLC的比较_llc和lcc电路区别

      在众多电源应用（例如电压和电流）中，宽工作范围负载不可或缺。LED 照明和电池充电应用可作为典型 示例。凭借本身高效和用户友好型基波分析法 (FHA) 设计，LLC 拓扑结构备受青睐。但也存在负载电流范围变宽时电压工作范围受限等缺点。此外，尽管在串联谐振工作点附近采用 FHA 方法进行分析十分精确，但当负载范围（电压和电流）明显变宽时，可能就会失效。

      作为另一种负载谐振拓扑结构，LCC 可用于宽范围负载工作的替代解决方案。但是，LCC 拓扑结构的设计和简单的 LLC 结构不同，因为 LCC 很少在串联谐振点附近工作，整个电路可实现线性化。因此，采用FHA 方法会导致精度不够，从而需要在谐振回路的迭代优化上花费更多的设计时间和精力。

先说结论：

LCC优点

        ~由于电流源特性类似，电压范围更宽。

        ~在相同的频率范围内，负载电流范围更宽，这意味着具有宽输出电压的 LED 驱动器可在不使用突发模式的情况下深度调光,在一些室内电源调光深度可达0.1%。

        ~变压器不需要磨气隙，节约成本

        ~抗输出短路的稳健性

        ~对寄生电容的抗扰性 ，LCC因为有Cp并联在变压器绕组上，对寄生电容不敏感

        ~更容易集成变压器设计
LCC缺点

        ~通常比LLC需要更大的谐振电感

        ~强制性输出 OVP

        ~轻负载损失高于 LLC

        ~需要使用额外的并联谐振电容器

1，基波分析法

当工作点远离 f R 时，这种方法的准确性有限。随着负载范围变宽，此情况还会而出现，但仍然可用来定性描述 LLC 或 LCC ，以便快速、直接地了解拓扑结构的特性。

        

        在 FHA 假设下，可线性化 LLC/LCC 电路，负载等效为与 Z P 并联的电阻 R e 。等效电路如下 图 所示。因为只有基波向输出端输送功率，所以可用交流信号来分析电路。负载电阻 R o 可参考初级侧的 R e 值，其产生的功率与实际负载 R o 相同。其数值计算方法为：

 其中 nTR 是变压器初级侧与次级侧的匝数比。等效交流电路如下图 所示。

 

 因为输入和输出信号都是从方波转换为纯正弦信号，所以从输入到输出的直流电压增益 GV.DC 等于交流电压增益，可通过以下方式计算：

        注意，vo.sin 必须滞后于 vin.sin，以便获得 MOSFET 的 ZVS。表 1 提供 LLC 和 LCC 的 GV 值。Re 归一化负载电流定义如下

 是串联谐振元件的特征阻抗 Ze，VI 是半母线电压 (VBUS/2)

通过品质因数 Q e 描述电压增益和归一化负载电流，品质因数 Q e 是指两个谐振频率 f HL 与归一化开关频率 f n之间的频率比值。不同于在 LLC 情况下使用两个谐振电感之间比率的 FHA 方法，使用 f HL 术语可帮助我们更容易地理解电压增益扫描曲线。下一章说明基于 FHA 方法的 LLC 和 LCC 转换器

 2，拓扑结构比较

        利用上述 FHA 方法，说明 LLC 和 LCC 转换器的本质区别。包括工作范围、负载故障反应、电压增益、源极类型、寄生敏感度等问题。

        2.1软开关范围

         2.2 负载故障后果

        与漏电感相比，LLC 变压器的磁化电感有限，因此必须在中间铁芯腿上建立气隙（ 图 11 中的 L ag ）用来控制

L P 值。同时，这种气隙对于 LCC 变压器来说并非绝对必要的因素，因为其磁化电感远远大于漏电感。这意

味着 LCC 变压器的制造更容易且更便宜。此外，在 LLC 集成变压器中，气隙周围的边缘场所引起的绕组损耗也是一个问题，但 LCC 中不存在这种问题。

需要注意的是，一旦使用集成变压器，设计人员只能将并联谐振电容 C P 放置在变压器次级侧。对于 LV 输出应用来说，由于额定电压较小，这通常会降低电容成本。

 

        2.2.7 轻负载损耗

在轻负载情况下（如果系统没有进入突发模式），工作频率越高，两种转换器的铁芯损耗就越高。同时，LCC 仍需对 C P 进行充电，直至达到相同的输出电压。这意味着轻负载条件下的循环能量增加，并将进一步降低系统效率。因此，对于轻负载条件下需要高系统效率的应用，不建议使用持续工作的 LCC 。