【导读】DC-DC变换拓扑性能分为串联和并联两种，串并联谐振DC-DC变换器结合串联和并联的变换器结构优势，半桥串联谐振结构的DC-DC变换开关损耗小，拓扑结构简单，本文就针对这两种拓扑结构进行浅析。
串并联谐振DC-DC变换器拓扑性能
目前市面上常见的串并联谐振结构的转换器，其基本电路图大多如下图所示。从下图中我们可以看到，该种类型的转换器谐振网络由三个谐振元件（Lr、Cs和Cp）组成。从电路结构上看，这种串并联式的谐振转换器结合了串联和并联结构两种转换器的特点。它的谐振电流回避并联谐振电路的谐振电流要小，因谐振电容Cp的存在，串并联转换器在空载时能够很好的调节输出电压。同时，由于输出端传接Lf电感，不仅有效匹配了回路阻抗值，也可以改善输出电流的纹波状态。
图为串并联谐振DC-DC变换器电路图
然而，尽管串并联谐振结构的转换器拥有串联、并联两种转换器的优势，但是这种结构的谐振转换器在作为电源使用时，也不可避免的存在一些缺点。其中最严重的一个问题是在这个电路系统中同时包含有三个谐振元件，一旦出现故障的话工程师很难快速的判断故障节点位置，分析起来比较复杂。同时，这种结构使其在轻载状态下时具有比较低的效率，也不适合在高的输入电压状态下应用。
半桥串联谐振DC-DC变换器拓扑性能
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。
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。
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