CLLC諧振變換器作為一種高效的電力轉換裝置，在車載OBC系統、光電、通信以及新能源發電等領域得到了廣泛應用。其獨特的雙向對稱結構和靈活的控制策略，使得它能夠實現電能的雙向流動（即充電和放電），并具備高效率、寬負載變化范圍內工作特性優良等特點。

一、CLLC諧振變換器拓撲結構

CLLC諧振變換器主要由開關電路、諧振電路以及整流電路三部分組成。其結構完全對稱，能量通過原邊開關進行逆變，然后通過變壓器傳遞到副邊，實現電氣隔離，并在副邊進行整流，產生輸出電壓。由于變壓器的匝比設計為1:1，因此反向的運行和正向運行完全一致。

1.1 開關電路

開關電路通常由多個開關器件構成，例如全橋或半橋逆變電路。在全橋結構中，開關器件S1~S4構成全橋逆變電路，負責將直流電轉換為交流電。這些開關器件的導通和關斷由控制算法決定，以實現特定的電壓和電流波形。

1.2 諧振電路

諧振電路包含諧振電感Lr、諧振電容Cr以及勵磁電感Lm，并與變壓器原邊連接。諧振電路的設計決定了變換器的諧振頻率和工作特性。在CLLC諧振變換器中，諧振電感和諧振電容的選取尤為重要，它們共同決定了變換器的諧振特性，如諧振頻率、電壓增益等。

1.3 整流電路

整流電路位于變壓器副邊，通常由二極管或其他整流元件構成。在CLLC諧振變換器中，整流電路通常采用全波不控整流方式，將交流電轉換為直流電，供負載使用。

二、控制原理

CLLC諧振變換器的控制原理主要基于諧振特性和開關頻率的調節。通過控制開關器件的導通和關斷，實現對輸出電壓和電流的控制。由于CLLC諧振變換器的結構完全對稱，因此只需要控制輸入側V1的大小就可以控制V2輸出側的大小，進而控制輸出電壓。

2.1 諧振特性

CLLC諧振變換器具有兩個諧振頻率：一個是由諧振電感Lr、諧振電容Cr與勵磁電感Lm諧振產生的第一諧振頻率fm，另一個是由諧振電感Lr與諧振電容Cr產生的第二諧振頻率fr。這兩個諧振頻率將變換器的工作區間分為三段：fsfr。在不同的工作區間內，變換器的工作特性和電壓增益會有所不同。

2.2 開關頻率調節

通過調節開關頻率fs，可以改變變換器的工作模態和電壓增益。在欠諧振模式（fmfr）下，變換器的工作特性和電壓增益會有所不同，需要根據具體的應用場景選擇合適的工作模式。

三、調制方式

CLLC諧振變換器常用的調制方式包括脈沖頻率調制（PFM）、移相調制（PSM）以及脈沖寬度調制（PWM）。由于LLC變換器的諧振特性，脈沖頻率調制（PFM）方式最為常用。

3.1 脈沖頻率調制（PFM）

PFM調制方式通過改變開關頻率fs來調節輸出電壓。當輸出電壓升高時，減小開關頻率fs以降低電壓增益；當輸出電壓降低時，增大開關頻率fs以提高電壓增益。PFM調制方式具有控制簡單、效率高的優點，但環路響應速度較慢，且存在雙極點問題，不容易穩定。

3.2 移相調制（PSM）

PSM調制方式通過改變原邊和副邊開關器件之間的相位差來調節輸出電壓。在PSM調制方式下，原邊和副邊開關器件的導通和關斷時間存在相位差，通過調整這個相位差可以改變輸出電壓。PSM調制方式具有動態響應速度快、控制精度高的優點，但實現起來較為復雜。

3.3 脈沖寬度調制（PWM）

PWM調制方式通過改變開關器件的占空比來調節輸出電壓。在PWM調制方式下，開關器件的導通和關斷時間由PWM信號控制，通過調整PWM信號的占空比可以改變輸出電壓。PWM調制方式具有控制靈活、易于實現的優點，但在高負載和高壓情況下可能會產生較大的開關損耗。