一种中继式LLC谐振拓扑电路及开关电源

摘要

本发明公开了一种中继式LLC谐振拓扑电路，包括变压器、原边LLC谐振电路及副边电路。变压器原边包含两个原边绕组，原边LLC谐振电路在工作时控制两个原边绕组交替流入同方向的电流，即变压器的原边绕组上的电流是单方向变化的，从而减小了电磁噪声，降低了电路的EMC优化难度及成本；而且，两个原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相反，即变压器的磁滞回线工作在第一象限和第三象限，磁芯利用率较高。本发明还公开了一种开关电源，与上述拓扑电路具有相同的有益效果。

权利要求

1.一种中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，包括：变压器；所述变压器包括第一原边绕组和第二原边绕组；

分别与输入电压源、所述第一原边绕组及所述第二原边绕组连接的原边LLC谐振电路，用于在工作时从所述输入电压源获取电能，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流；其中，所述第一原边绕组和所述第二原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相反；

分别与所述变压器的副边绕组和负载连接的副边电路，用于将所述副边绕组产生的交流电整流成直流电供给所述负载；

所述副边电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、滤波电感及滤波电容；且所述副边绕组包括与所述第一原边绕组对应的第一副边绕组和与所述第二原边绕组对应的第二副边绕组；其中：

所述第一副边绕组的同名端与所述第一整流二极管的阳极连接，所述第二副边绕组的异名端与所述第二整流二极管的阳极连接，所述滤波电感的第一端分别与所述第一整流二极管的阴极和所述第二整流二极管的阴极连接，所述滤波电感的第二端分别与所述滤波电容的第一端和所述负载的第一端连接，所述滤波电容的第二端和所述负载的第二端连接且公共端接入所述第一副边绕组的异名端和所述第二副边绕组的同名端。

2.如权利要求1所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：所述输入电压源的正极与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端分别与所述谐振电感的第一端和所述第二原边绕组的异名端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述第二开关器件的第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

3.如权利要求1所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：所述输入电压源的正极与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端分别与所述谐振电感的第一端和所述第二原边绕组的异名端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述第二开关器件的第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

4.如权利要求1所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：所述输入电压源的正极与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端分别与所述谐振电感的第一端和所述第二开关器件的第一端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述第二原边绕组的异名端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

5.如权利要求1所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：所述输入电压源的正极与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端分别与所述谐振电感的第一端和所述第二开关器件的第一端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述第二原边绕组的异名端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

6.如权利要求2‑5任一项所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，用于驱动所述第一开关器件通断的第一驱动信号与用于驱动所述第二开关器件通断的第二驱动信号之间存在预设死区区间；

且所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的上升沿和下降沿所在的时刻一一处于所述谐振电感的不同电流过零点时刻。

7.如权利要求2‑5任一项所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件均为带有体二极管的NMOS管；其中：所述NMOS管的漏极作为所述第一开关器件和所述第二开关器件的第一端，所述NMOS管的源极作为所述第一开关器件和所述第二开关器件的第二端，所述NMOS管的栅极作为所述第一开关器件和所述第二开关器件的控制端。

8.如权利要求2‑5任一项所述的中继式LLC谐振拓扑电路，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件均包括N个并联的开关子器件，所述谐振电感包括N个并联的谐振子电感，所述谐振电容包括N个并联的谐振子电容；其中，N为正整数。

9.一种开关电源，其特征在于，包括输入电压源及如权利要求1‑8任一项所述的中继式LLC谐振拓扑电路。

说明书

一种中继式LLC谐振拓扑电路及开关电源

技术领域

[0001] 本发明涉及开关电源领域，特别是涉及一种中继式LLC谐振拓扑电路及开关电源。

背景技术

[0002] 目前，开关电源中常用的基础拓扑电路有：反激式拓扑电路、正激式拓扑电路、推挽式拓扑电路、半桥式拓扑电路、全桥式拓扑电路等。从磁芯利用率的角度来看：反激式拓
扑电路和正激式拓扑电路中变压器的磁滞回线仅工作在第一象限，导致磁芯利用率较低；
而推挽式拓扑电路、半桥式拓扑电路及全桥式拓扑电路中变压器的磁滞回线工作在第一象
限和第三象限，磁芯利用率较高。但是，推挽式拓扑电路、半桥式拓扑电路及全桥式拓扑电
路中变压器的初级绕组上的电流均是正反方向变化的，即电流的变化范围是‑IMAX～IMAX，这
就导致在开关电源的核心功率回路中，在相同的开关速度下，其电流变化范围是电流变化
范围为0～IMAX的电路的2倍，导致电磁噪声较大，从而增加了电路的EMC(Electro Magnetic 
Compatibility，电磁兼容性)的优化难度及成本。

[0003] 因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种中继式LLC谐振拓扑电路及开关电源，变压器的原边绕组上的电流是单方向变化的，从而减小了电磁噪声，降低了电路的EMC优化难度及成本；而
且，两个原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相反，磁芯利用率较高。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种中继式LLC谐振拓扑电路，包括：

[0006] 变压器；所述变压器包括第一原边绕组和第二原边绕组；

[0007] 分别与输入电压源、所述第一原边绕组及所述第二原边绕组连接的原边LLC谐振电路，用于在工作时从所述输入电压源获取电能，以控制所述第一原边绕组和所述第二原
边绕组交替流入同方向的电流；其中，所述第一原边绕组和所述第二原边绕组在流入电流
时产生的磁场方向相反；

[0008] 分别与所述变压器的副边绕组和负载连接的副边电路，用于将所述副边绕组产生的交流电整流成直流电供给所述负载。

[0009] 优选的，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：

[0010] 所述输入电压源的正极与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端分别与所述谐振电
感的第一端和所述第二原边绕组的异名端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的
第一端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述第二开关器件的第一端连接，所述第二开
关器件的第二端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述
第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

[0011] 所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

[0012] 优选的，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：

[0013] 所述输入电压源的正极与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端分别与所述谐振电
感的第一端和所述第二原边绕组的异名端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的
第一端连接，所述第二原边绕组的同名端与所述第二开关器件的第一端连接，所述第二开
关器件的第二端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述
第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

[0014] 所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

[0015] 优选的，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：

[0016] 所述输入电压源的正极与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端分别与所述谐振电
感的第一端和所述第二开关器件的第一端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的
第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述第二原边绕组的异名端连接，所述第二原
边绕组的同名端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述
第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

[0017] 所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

[0018] 优选的，所述原边LLC谐振电路包括第一开关器件、第二开关器件、谐振电感及谐振电容；其中：

[0019] 所述输入电压源的正极与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第一原边绕组的同名端连接，所述第一原边绕组的异名端分别与所述谐振电
感的第一端和所述第二开关器件的第一端连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的
第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述第二原边绕组的异名端连接，所述第二原
边绕组的同名端与所述谐振电容的第二端连接且公共端接入所述输入电压源的负极，所述
第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端均与驱动电路连接；

[0020] 所述驱动电路用于在工作时控制所述第一开关器件和所述第二开关器件交替导通，以控制所述第一原边绕组和所述第二原边绕组交替流入同方向的电流。

[0021] 优选的，所述副边电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、滤波电感及滤波电容；且所述副边绕组包括与所述第一原边绕组对应的第一副边绕组和与所述第二原边绕组
对应的第二副边绕组；其中：

[0022] 所述第一副边绕组的同名端与所述第一整流二极管的阳极连接，所述第二副边绕组的异名端与所述第二整流二极管的阳极连接，所述滤波电感的第一端分别与所述第一整
流二极管的阴极和所述第二整流二极管的阴极连接，所述滤波电感的第二端分别与所述滤
波电容的第一端和所述负载的第一端连接，所述滤波电容的第二端和所述负载的第二端连
接且公共端接入所述第一副边绕组的异名端和所述第二副边绕组的同名端。

[0023] 优选的，用于驱动所述第一开关器件通断的第一驱动信号与用于驱动所述第二开关器件通断的第二驱动信号之间存在预设死区区间；

[0024] 且所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的上升沿和下降沿所在的时刻一一处于所述谐振电感的不同电流过零点时刻。

[0025] 优选的，所述第一开关器件和所述第二开关器件均为带有体二极管的NMOS管；其中：

[0026] 所述NMOS管的漏极作为所述第一开关器件和所述第二开关器件的第一端，所述NMOS管的源极作为所述第一开关器件和所述第二开关器件的第二端，所述NMOS管的栅极作
为所述第一开关器件和所述第二开关器件的控制端。

[0027] 优选的，所述第一开关器件和所述第二开关器件均包括N个并联的开关子器件，所述谐振电感包括N个并联的谐振子电感，所述谐振电容包括N个并联的谐振子电容；其中，N
为正整数。

[0028] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关电源，包括输入电压源及上述任一种中继式LLC谐振拓扑电路。

[0029] 本发明提供了一种中继式LLC谐振拓扑电路，包括变压器、原边LLC谐振电路及副边电路。变压器原边包含两个原边绕组，原边LLC谐振电路在工作时控制两个原边绕组交替
流入同方向的电流，即变压器的原边绕组上的电流是单方向变化的，从而减小了电磁噪声，
降低了电路的EMC优化难度及成本；而且，两个原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相
反，即变压器的磁滞回线工作在第一象限和第三象限，磁芯利用率较高。

[0030] 本发明还提供了一种开关电源，与上述拓扑电路具有相同的有益效果。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。

[0032] 图1为本发明实施例提供的一种中继式LLC谐振拓扑电路的结构示意图；

[0033] 图2为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的具体结构示意图；

[0034] 图3为本发明实施例提供的第二种中继式LLC谐振拓扑电路的具体结构示意图；

[0035] 图4为本发明实施例提供的第三种中继式LLC谐振拓扑电路的具体结构示意图；

[0036] 图5为本发明实施例提供的第四种中继式LLC谐振拓扑电路的具体结构示意图；

[0037] 图6(1)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段一原理图；

[0038] 图6(2)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段二原理图；

[0039] 图6(3)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段三原理图；

[0040] 图6(4)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段四原理图；

[0041] 图6(5)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段五原理图；

[0042] 图6(6)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段六原理图；

[0043] 图6(7)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段七原理图；

[0044] 图6(8)为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的阶段八原理图；

[0045] 图7为本发明实施例提供的一种中继式LLC谐振拓扑电路的工作波形图。

具体实施方式

[0046] 本发明的核心是提供一种中继式LLC谐振拓扑电路及开关电源，变压器的原边绕组上的电流是单方向变化的，从而减小了电磁噪声，降低了电路的EMC优化难度及成本；而
且，两个原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相反，磁芯利用率较高。

[0047] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0048] 请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种中继式LLC谐振拓扑电路的结构示意图。

[0049] 该中继式LLC谐振拓扑电路包括：

[0050] 变压器T1；变压器T1包括第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2；

[0051] 分别与输入电压源Vdc、第一原边绕组Np1及第二原边绕组Np2连接的原边LLC谐振电路1，用于在工作时从输入电压源Vdc获取电能，以控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组
Np2交替流入同方向的电流；其中，第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2在流入电流时产生
的磁场方向相反；

[0052] 分别与变压器T1的副边绕组和负载Rout连接的副边电路2，用于将副边绕组产生的交流电整流成直流电供给负载Rout。

[0053] 具体的，本申请的中继式LLC谐振拓扑电路包括变压器T1、原边LLC谐振电路1及副边电路2，其工作原理为：

[0054] 变压器T1原边包含两个原边绕组，具体是在变压器T1的原边绕组上加入中心抽头，以将变压器T1的原边绕组分为第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2。原边LLC谐振电路
1在工作时，从输入电压源Vdc获取电能，目的是控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2
交替流入同方向的电流，即变压器T1的原边绕组上的电流是单方向变化的，具体是变压器
T1的原边电流只正向流动，原边电流的变化范围是0～IMAX，从而减小了电磁噪声，降低了电
路的EMC优化难度及成本。

[0055] 而且，第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2在设置时，满足于：第一原边绕组Np1的电流由第一原边绕组Np1的同名端流向第一原边绕组Np1的异名端；第二原边绕组Np2的
电流由第二原边绕组Np2的异名端流向第二原边绕组Np2的同名端，目的是使第一原边绕组
Np1和第二原边绕组Np2在流入电流时产生相反的磁场方向，即变压器T1的磁滞回线工作在
第一象限和第三象限，磁芯利用率较高。

[0056] 本发明提供了一种中继式LLC谐振拓扑电路，包括变压器、原边LLC谐振电路及副边电路。变压器原边包含两个原边绕组，原边LLC谐振电路在工作时控制两个原边绕组交替
流入同方向的电流，即变压器的原边绕组上的电流是单方向变化的，从而减小了电磁噪声，
降低了电路的EMC优化难度及成本；而且，两个原边绕组在流入电流时产生的磁场方向相
反，即变压器的磁滞回线工作在第一象限和第三象限，磁芯利用率较高。

[0057] 在上述实施例的基础上：

[0058] 请参照图2，图2为本发明实施例提供的第一种中继式LLC谐振拓扑电路的具体结构示意图。

[0059] 作为一种可选的实施例，原边LLC谐振电路1包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、谐振电感Ls及谐振电容Cs；其中：

[0060] 输入电压源Vdc的正极与第一原边绕组Np1的同名端连接，第一原边绕组Np1的异名端与第一开关器件S1的第一端连接，第一开关器件S1的第二端分别与谐振电感Ls的第一
端和第二原边绕组Np2的异名端连接，谐振电感Ls的第二端与谐振电容Cs的第一端连接，第
二原边绕组Np2的同名端与第二开关器件S2的第一端连接，第二开关器件S2的第二端与谐
振电容Cs的第二端连接且公共端接入输入电压源Vdc的负极，第一开关器件S1的控制端和
第二开关器件S2的控制端均与驱动电路连接；

[0061] 驱动电路用于在工作时控制第一开关器件S1和第二开关器件S2交替导通，以控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2交替流入同方向的电流。

[0062] 可以理解的是，第一开关器件S1除了如图2所示串联于第一原边绕组Np1的异名端，也可串联于第一原边绕组Np1的同名端，两种串联方式的工作原理相同：

[0063] 如图3所示，原边LLC谐振电路1包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、谐振电感Ls及谐振电容Cs；其中：

[0064] 输入电压源Vdc的正极与第一开关器件S1的第一端连接，第一开关器件S1的第二端与第一原边绕组Np1的同名端连接，第一原边绕组Np1的异名端分别与谐振电感Ls的第一
端和第二原边绕组Np2的异名端连接，谐振电感Ls的第二端与谐振电容Cs的第一端连接，第
二原边绕组Np2的同名端与第二开关器件S2的第一端连接，第二开关器件S2的第二端与谐
振电容Cs的第二端连接且公共端接入输入电压源Vdc的负极，第一开关器件S1的控制端和
第二开关器件S2的控制端均与驱动电路连接；

[0065] 驱动电路用于在工作时控制第一开关器件S1和第二开关器件S2交替导通，以控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2交替流入同方向的电流。

[0066] 同理，第二开关器件S2除了如图2所示串联于第二原边绕组Np2的同名端，也可串联于第二原边绕组Np2的异名端，两种串联方式的工作原理相同：

[0067] 如图4所示，原边LLC谐振电路1包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、谐振电感Ls及谐振电容Cs；其中：

[0068] 输入电压源Vdc的正极与第一原边绕组Np1的同名端连接，第一原边绕组Np1的异名端与第一开关器件S1的第一端连接，第一开关器件S1的第二端分别与谐振电感Ls的第一
端和第二开关器件S2的第一端连接，谐振电感Ls的第二端与谐振电容Cs的第一端连接，第
二开关器件S2的第二端与第二原边绕组Np2的异名端连接，第二原边绕组Np2的同名端与谐
振电容Cs的第二端连接且公共端接入输入电压源Vdc的负极，第一开关器件S1的控制端和
第二开关器件S2的控制端均与驱动电路连接；

[0069] 驱动电路用于在工作时控制第一开关器件S1和第二开关器件S2交替导通，以控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2交替流入同方向的电流。

[0070] 同理，第一开关器件S1和第二开关器件S2均可改变如图2所示的串联方式，两种串联方式的工作原理相同：

[0071] 如图5所示，原边LLC谐振电路1包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、谐振电感Ls及谐振电容Cs；其中：

[0072] 输入电压源Vdc的正极与第一开关器件S1的第一端连接，第一开关器件S1的第二端与第一原边绕组Np1的同名端连接，第一原边绕组Np1的异名端分别与谐振电感Ls的第一
端和第二开关器件S2的第一端连接，谐振电感Ls的第二端与谐振电容Cs的第一端连接，第
二开关器件S2的第二端与第二原边绕组Np2的异名端连接，第二原边绕组Np2的同名端与谐
振电容Cs的第二端连接且公共端接入输入电压源Vdc的负极，第一开关器件S1的控制端和
第二开关器件S2的控制端均与驱动电路连接；

[0073] 驱动电路用于在工作时控制第一开关器件S1和第二开关器件S2交替导通，以控制第一原边绕组Np1和第二原边绕组Np2交替流入同方向的电流。

[0074] 需要说明的是，用于驱动第一开关器件S1通断的第一驱动信号与用于驱动第二开关器件S2通断的第二驱动信号之间存在预设死区区间，以避免第一开关器件S1和第二开关
器件S2同时动作影响电路工作性能；而且，第一驱动信号和第二驱动信号的上升沿和下降
沿所在的时刻一一处于谐振电感Ls的不同电流过零点时刻，目的是通过零电流通断的软开
关技术降低开关损耗，从而实现整机效率的提升。

[0075] 更具体地，第一开关器件S1和第二开关器件S2均可选用带有体二极管的NMOS管；其中：NMOS管的漏极作为第一开关器件S1和第二开关器件S2的第一端，NMOS管的源极作为
第一开关器件S1和第二开关器件S2的第二端，NMOS管的栅极作为第一开关器件S1和第二开
关器件S2的控制端。

[0076] 此外，第一开关器件S1、第二开关器件S2、谐振电感Ls及谐振电容Cs均可由多个同类型的器件并联组成，即第一开关器件S1和第二开关器件S2均包括多个并联的开关子器
件，谐振电感Ls包括多个并联的谐振子电感，谐振电容Cs包括多个并联的谐振子电容。

[0077] 基于上述四种中继式LLC谐振拓扑电路，其副边电路2结构相同，如图2‑5所示，副边电路2均包括第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、滤波电感Lout及滤波电容Cout；且
变压器T1的副边绕组包括与第一原边绕组Np1对应的第一副边绕组Ns1和与第二原边绕组
Np2对应的第二副边绕组Ns2；其中：

[0078] 第一副边绕组Ns1的同名端与第一整流二极管D1的阳极连接，第二副边绕组Ns2的异名端与第二整流二极管D2的阳极连接，滤波电感Lout的第一端分别与第一整流二极管D1
的阴极和第二整流二极管D2的阴极连接，滤波电感Lout的第二端分别与滤波电容Cout的第
一端和负载Rout的第一端连接，滤波电容Cout的第二端和负载Rout的第二端连接且公共端
接入第一副边绕组Ns1的异名端和第二副边绕组Ns2的同名端。

[0079] 下面结合图7，以图2的中继式LLC谐振拓扑电路为例，对中继式LLC谐振拓扑电路的一周期工作原理进行说明(其余中继式LLC谐振拓扑电路的工作原理参照图2的工作原理
即可)：

[0080] (t0‑t1)时刻，参照图6(1)：t0时刻，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第一开关器件S1开始导通(图7的VGS1为用于驱动第一开关器件S1通断的第一驱动信号，VGS2为用于驱动第二
开关器件S2通断的第二驱动信号，IS1为第一开关器件S1的电流，IS2为第二开关器件S2的电
流)，即第一开关器件S1实现零电流导通。输入电压源Vdc对谐振电容Cs进行充电，谐振电感
Ls上的电流ILS也从零开始逐渐增加。由于第一开关器件S1的寄生电容开始放电，所以第一
开关器件S1的漏源极间电压VDS1逐渐下降，第二开关器件S2的漏源极间电压VDS2逐渐上升。
与此同时，副边电路2的第一整流二极管D1处于导通状态，第二整流二极管D2(图7的ID1为第
一整流二极管D1的电流，ID2为第二整流二极管D2的电流)处于反向截止状态。此阶段，输入
电压源Vdc通过变压器T1(高频变压器)向副边电路2传递电能，以使副边电路2向负载Rout
提供电能。

[0081] (t1‑t2)时刻，参照图6(2)：t1时刻，第一开关器件S1的寄生电容放电完毕，所以第一开关器件S1的漏源极间电压VDS1下降到零，第二开关器件S2的漏源极间电压VDS2上升到输
入电压源Vdc的输出电压。第一开关器件S1仍导通，输入电压源Vdc持续对谐振电容Cs进行
充电。随着谐振电容Cs两端的电压逐渐上升，谐振电感Ls上的电流ILS呈现出先逐渐增大后
逐渐减小的趋势。第一开关器件S1和第二开关器件S2的漏源极间电压VDS1、VDS2均保持不变。
在t2时刻，谐振电感Ls上的电流ILS减小到0。副边电路2的第一整流二极管D1处于导通状态，
第二整流二极管D2处于反向截止状态。此阶段，输入电压源Vdc通过变压器T1向副边电路2
传递电能，以使副边电路2继续向负载Rout提供电能。

[0082] (t2‑t3)时刻，参照图6(3)：t2时刻，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第一开关器件S1关断，即第一开关器件S1实现零电流关断。此时，输入电压源Vdc对第一开关器件S1的寄生
电容进行充电。第一开关器件S1的漏源极间电压VDS1逐渐上升，第二开关器件S2的漏源极间
电压VDS2逐渐下降。此阶段，副边电路2的滤波电容Cout向负载Rout提供电能。

[0083] (t3‑t4)时刻，参照图6(4)：t3时刻，第一开关器件S1的寄生电容充电完成，第一开关器件S1以及第二开关器件S2均处于关断状态，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第一开关器件
S1和第二开关器件S2的漏源极间电压VDS1、VDS2均保持不变。此阶段，副边电路2的滤波电容
Cout继续向负载Rout提供电能。

[0084] (t4‑t5)时刻，参照图6(5)：t4时刻，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第二开关器件S2开始导通，即第二开关器件S2实现零电流导通。谐振电容Cs开始释放能量，谐振电感Ls上的
电流ILS从零开始反向逐渐增加。由于第二开关器件S2的寄生电容开始放电，所以第一开关
器件S1的漏源极间电压VDS1逐渐上升，第二开关器件S2的漏源极间电压VDS2逐渐下降。与此
同时，副边电路2的第一整流二极管D1处于反向截止状态，第二整流二极管D2处于导通状
态。此阶段，谐振电容Cs与谐振电感Ls通过变压器T1向副边电路2传递电能，以使副边电路2
继续向负载Rout提供电能。

[0085] (t5‑t6)时刻，参照图6(6)：t5时刻，第二开关器件S2的寄生电容放电完毕。由于第二开关器件S2处于导通状态，所以谐振电感Ls上的电流ILS继续反向增加，且呈现出先逐渐
增大后逐渐减小的趋势。副边电路2的第一整流二极管D1处于反向截止状态，第二整流二极
管D2处于导通状态。此阶段，谐振电容Cs与谐振电感Ls通过变压器T1继续向副边电路2传递
电能，以使副边电路2继续向负载Rout提供电能。

[0086] (t6‑t7)时刻，参照图6(7)：t6时刻，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第二开关器件S2关断，即第二开关器件S2实现零电流关断。此时，输入电压源Vdc对第二开关器件S2的寄生
电容进行充电。第一开关器件S1的漏源极间电压VDS1逐渐下降，第二开关器件S2的漏源极间
电压VDS2逐渐上升。此阶段，副边电路2的滤波电容Cout向负载Rout提供电能。

[0087] (t7‑t8)时刻，参照图6(7)：t7时刻，第二开关器件S2的寄生电容充电完成，第一开关器件S1以及第二开关器件S2均处于关断状态，谐振电感Ls上的电流ILS为0，第一开关器件
S1和第二开关器件S2的漏源极间电压VDS1、VDS2均保持不变。此阶段，副边电路2的滤波电容
Cout继续向负载Rout提供电能。

[0088] 本申请还提供了一种开关电源，包括输入电压源及上述任一种中继式LLC谐振拓扑电路。

[0089] 本申请提供的开关电源的介绍请参考上述中继式LLC谐振拓扑电路的实施例，本申请在此不再赘述。

[0090] 还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意
在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0091] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。