接上一篇LLC设计之电气推导，开篇之前我们先搞明白为什么我们常说LLC设计时需要将工作频率设置在谐振频率“附近”？我们如何理解？设计时还应该考虑哪些参数？如何去选择？
如前所述，fn 是频率调制中的控制变量。 因此，输出电压可以通过控制 fn 由 Mg 进行调节，如图 2 和等式（24）所示，可以重新排列为：
尽管迄今为止的讨论已确定设计应在串联谐振附近或 fn = 1 附近运行，但出于某些原因，建议将最佳设计限制在图 3 中 a1 到 a4 所描述的区域----解释如下文。
图3 建议设计区域
一、“在附近”是什么意思？
显然，“在附近”是一个模糊的名称； 但是，正如前面在 FHA 概念的讨论中所述，如果假定流过谐振电路的纯正弦电流，并且如果使电路在 f0 的确切位置运行，则设计结果是准确的。 这也可以通过台架测试或计算机模拟轻松验证，但目前还没有理论上的验证。 可以通过等式 (19) 对这种验证进行潜在的了解。 在等式 (19) 中为 Mg 指定值 1 作为 fn = 1 的操作指示将消除对等式 (17) 的近似值。 然后在 DC 输入和 DC 输出之间实现精确的关系，如等式 (15) 所述。
二、设计要点
众所周知，对于电源转换器的典型设计，几乎总是首先考虑三个基本要求——线路调节、负载调节和效率。
线路调整率定义为在给定输出负载电流下，在指定范围内由输入电压变化引起的最大输出电压变化。
负载调整率定义为在规定范围内（通常是从空载到最大值）负载变化引起的最大输出电压变化。
这两种调节实际上是通过电压增益调整来实现的——而在 LLC 转换器中，增益调整是通过频率调制来实现的。 图 3 中描述的推荐操作区域显示了一个相对陡峭的增益斜率，这可以缩小频率调制的范围。 因此，设计必须使增益在满足所需调节规范的范围内充分可调。
效率是使用 LLC 转换器的一大优势。 通过确保在整个工作范围内保持初级侧 ZVS，可以显着降低转换器的开关损耗。 正如将要解释的，ZVS 无法在增益曲线区域的任何地方实现，但将设计保持在推荐区域内将确保 ZVS。
线性调整
实现电源转换器设计的线路调节可以基于公式 (25) 和图3中的推荐设计区域。将分别假设最小和最大输出电压 Vo_min 和 Vo_max。 为简化讨论，还假设所有寄生压降（例如来自 PCB 走线、MOSFET 的 Rds_on、二极管的正向电压等）都已转换或集中到输出电压范围的一部分。 还假设设计需要最大开关频率范围； 即，它被限制在 fn_min ≤ fn ≤ fn_max 内。 实际上，可能需要调整频率限制以适应线路和负载调节要求，反之亦然。
有了这些条件和假设，为了实现线路调节（以及后面讨论的负载调节），应设计 Mg 以满足方程（26）描述的条件，即所有可能的 Mg 值必须包含 Mg_min 和 Mg_max 的值 fn 范围内。 对于 Io = 0，
对于Io＞0，
其中，
Mg_∞ 是Mg 的一个特殊值，表示fn 接近无穷大时的空载增益值。 换句话说，在空载时，增益曲线 (Mg) 接近一条渐近水平线，其值由方程 (29) 描述，当 fn 的值接近无穷大时，可以从方程 (23) 轻松获得。
Mg_min 和 Mg_max 在图 3中各自形成一条水平线。对于空载条件 (Io = 0)，品质因数 (Qe) 为零，如图 3a 中的曲线 1 所示。由于增益曲线被阻止 由 Ln 和 Qe 挖掘，且 Qe = 0，Ln 是现阶段唯一的设计因素。 因此，需要选择一个 Ln 值，以提供满足等式 (26) 条件的增益曲线。 换句话说，Ln 的值需要使曲线 1 在频率限制内跨越由方程 (27) 和 (28) 定义的两条水平线。 这在图 3中由设计点 a1 和 a2 描述。
同样，如果负载条件不为零（Io > 0），则可以通过使 Qe 对应于所需的最大负载并遵循相同的过程来选择合适的曲线。
负载调整率
1、额定负载
如图 3所示，增益呈现一系列曲线。 对于固定的 Ln，Qe 的每个值都会生成不同的增益曲线。 较大的 Q 使增益曲线以较低的峰值移动得较低。 因此，当负载电流增加时，增益曲线会从其空载形状（曲线 1）移动到较低的表示形式。 在图 3 中，曲线 2 对应于最大负载电流 (Qe = max)，同时仍满足公式 (26) 的条件和相同的 Ln。 这会在推荐的设计区域中产生设计点 a3 和 a4。
如果负载进一步增加，曲线2将朝着曲线3重新整形。水平线Mg_max将无法与增益曲线交叉，因此不能满足等式（26）的条件。 然后失去输出电压调节。 发生这种情况时，需要进行设计修改，例如调整 Ln 或开关频率限制以重塑增益曲线。
由于 Qe 与负载电流相关，因此可以适当扩展此讨论以包括过载和短路情况的可能性。
2、过载电流
在示例中，图3中的推荐设计区域包含一个过载，因为 Qe_max 被定义为包含一个值。 如前所述，负载的任何进一步增加都会导致曲线 2 向曲线 3 或更高的方向移动，这会将设计置于设计区域之外并处于短路状态。
3、负载短路
由于负载短路可能会导致转换器电路中的电流量过大，因此有必要检查负载短路的增益图以了解会发生什么以及如何处理。 相应的增益曲线如图 3a 中的曲线 4 所示。 当负载短路绕过 Lm 时，fc0 将变为 f0，这将曲线 4 定义为输出短路的增益形状。
曲线 4 提供了对保护 LLC 转换器的可能解决方案的深入了解。 一种可能性是增加开关频率以降低增益。 如图2 和 3所示，如果开关频率增加到串联谐振频率 (f0) 的两倍以上，增益将降低到 10% 以下。 如果频率可以上拉到 f0 的 10 倍，则增益实际上为零。 从方程 (25) 可以看出，零增益将零百分比的输入电压传输到负载短路。 通过这种方式，可以保护转换器免受负载短路故障的影响。
但是，值得注意的是，这种保护方法的有效性取决于将短路信号发送到控制器以激活频率增加的速度。 在推荐的设计区域中，增益将不可避免地在一段时间内被迫向谐振峰值的左侧移动，直到最终达到曲线 4。这可能会导致几个严重的问题，包括反馈控制极性反转的可能性。 考虑到这一点，独立的过流关断可能是一个更好的解决方案。 但是，如果仍然首选频率增加，则建议使用其他两种可能的解决方案。
(1) 添加单独的高速控制回路以快速启动频移
(2) 将推荐的设计区域移至最小开关频率 (fn_min) 绝不会低于串联谐振频率 (f0) 的位置，即 , 其中 fn_min ≥ 1。