半桥串联谐振DC-DC变换器拓扑性能简要分析

半桥串联谐振结构的DC-DC变换器目前被广泛的应用在汽车、工业和电网系统中，这种变换器具有开关损耗小、拓扑结构相对简单等优势，是一种相对而言比较基础的变换器类型。本文将会就半桥串联谐振结构的DC-DC转换器拓扑结构和工作性能进行简要分析，一起来看看吧。

下图中展示的是半桥串联谐振DC-DC变换器的基本拓扑结构。可以从图中看出，它是由两个功率的MOS管Q1、Q2组成开关网络，谐振电容Cr和谐振电感Lr串联组成谐振网络。由于谐振网络与负载相串联，所以从结构上看，谐振网络和负载构成一个分压器。

图为半桥串联谐振（SRC）变换器拓扑

在工作中，半桥串联谐振的DC-DC转换器通过改变开关管的开关频率进行转换，谐振网络的输入电压频率也将同步发生改变，谐振网络的阻抗也将发生改变，并进一步影响负载端的电压发生相应的变化。由于这种分压作用，串联谐振变换器的直流电压增益≤1，当电路的开关频率工作在谐振频率Lr和Cr谐振点时，谐振网络的阻抗达到最小，输入的电压绝大部分传递到负载端，此时变换器的直流电压增益最大为1。

作为一种相对而言比较基础的、应用也非常广泛的转换器，串联谐振型的DC-DC转换器在工作中的优点是电路拓扑结构比较简单，它的关断损耗和开关损耗比较小，且没有输出滤波电感，因此复变整流二极管上的电压应力也比较小。除此之外，该类型的变换器电路循环电流比较低，能量循环也相对较低一些。

但串联谐振变换器在作为电源来使用时也有一些自身的缺点。一个比较大的缺陷就是它的选择性比较差，由于谐振网络与案件与负载串联，开关频率直接受到负载电路的影响，因此在轻载或空载时输出电压无法调整。除此之外，串联谐振变换器的输出直流滤波电容必须承受较高的纹波电流、而当输出电压增加时，开关频率必须提高以维持输出电压的稳定，谐振网络的能力将增加且产生较高的关断电流，因此不适合在高输入电压下应用。