LC串聯諧振拓撲常用於高壓充電機及高壓電源的設計開發。基於它具有高效能量傳輸、頻率選擇性、體積小型化以及可靠性等優點，被廣泛應用於高壓充電電源、靜電駐極電源以及靜電除塵高壓電源等設備。
LC串聯諧振變換器的電路結構以及工作原理主要為以下：
壹、拓撲構成
以LC高壓充電電源為例，對電路的拓撲結構進行講解。
LC高壓充電機包括原邊LC全橋串聯諧振電路、變壓器和副邊整流電路，參見下圖。
副邊電路常用的有全橋整流電路以及倍壓整流電路（如下圖)。全橋整流適用於大電流場景，對於小電流應用場景可采用倍壓整流電路。
原邊全橋電路：包含輸入直流源Vin、輸入電容Cin、功率開關管器件（Q1~Q4）、諧振電感Lr以及諧振電容Cr，其中體二極管（D1~D4）以及寄生結電容（C1~C4）為功率開關器件的自有部分。
副邊電路：包含整流二極管（DR1~DR10）及負載（Cd）等。
工作模式
在LC串聯諧振電路工作過程中有兩個關鍵頻率：開關頻率fs和諧振頻率fr。
開關頻率是指電路開關器件控制信號頻率，而諧振頻率與電路的諧振電感與諧振電容有關：
根據電路的開關頻率fs與諧振頻率fr的關系，LC串聯諧振拓撲電路分為三種工作模式：
工作模式1：0<fs<0.5fr
電路工作在電流斷續工作模式（DCM），諧振電流波形如下圖。
該模式下，開關器件Q1~Q4為零電流開通（t=0及t3時刻），零電流關斷(t1、t4時刻)，二極管D1~D4為低損耗開通和關斷。在這種模式下，開關損耗低且電磁幹擾小。
工作模式2：0.5fr<fs<fr
電路工作在連續電流模式（CCM），諧振回路呈容性，諧振電流波形如下圖。
在這壹工作模式下，Q1~Q4為硬開通（t2、t4時刻），零電流關斷（t1、t3時刻）。為了減少反向恢復電流，二極管D1~D4必須有較好的反向恢復特性。
這壹工作模式下損耗和電磁幹擾較大。
工作模式3：fr<fs
電路工作在連續電流模式（CCM），諧振回路呈感性，諧振電流波形如下圖。
在這壹工作模式下，S1～S4為零電流開通（t1、t3時刻），硬關斷（t2、t4時刻），給電路造成較大的損耗和電磁幹擾，電路的輸出特性與恒流源的特性有所偏離。
二、工作原理
在實際工程中工作模式1與工作模式3應用較多，其中工作模式1為脈沖頻率調制（PFM）方式串聯諧振，工作模式3為脈寬調制（PWM）方式串聯諧振。
這裏以副邊全波整流電路結構為例，分析電路在這兩種工作模式下的工作原理。
NO.1PFM模式原理
在半個開關周期內，LC諧振電路的壹對開關器件和續流二極管會完成壹次諧振，每次諧振包含兩個工作過程，電路波形如下圖。
其中，Q1~Q4為開關器件的控制信號，iLr為諧振電感電流，v1為諧振電容兩端電壓，v2為負載電容等效至原端電壓。
t0~t1：此時Q1與Q4導通，電感電流大於零，原邊電流經Q1、Lr、Cr、Q4流動，給Cr充電，變壓器副端DR1、DR4導通，電流經DR1、DR4給負載電容Cd充電；
t1~t2：t1時刻電感電流反向，原邊D1、D4導通續流，Cr放電，變壓器副端DR2、DR3導通，電流經DR2、DR3給負載電容Cd充電；
後半周期的諧振過程與前半周期類似，在此就不再贅述。
可見電路每次諧振都會給負載電容進行充電，使其兩端電壓上升壹個臺階，這種充電方式又稱為等臺階充電。
NO.2 PWM模式原理
PWM方式串聯諧振充分發揮了PWM技術和諧振變換的優點，是近年來研究的壹大熱點。
由於電路的諧振頻率和開關頻率較高，充電電容在壹個諧振周期中電壓變化非常微小。因此，可研究在PWM控制方式下輸出電壓不變的穩態工作過程。
t0~t1：此時Q1與Q4導通，原邊電流經Q1、Lr、Cr、Q4流動給Cr充電，變壓器副端DR1、DR4導通，電流經DR1、DR4給負載電容Cd充電；
t1~t2：t1時刻Q1與Q4關斷，原邊D2、D3導通續流，諧振電流逐漸減小，變壓器副端DR1、DR4導通，電流經DR1、DR4給負載電容Cd充電；
t2~t3：t2時刻諧振電流降為零，此時Q2與Q3還未收到驅動信號，電路中並無器件導通，電路處於開路狀態，負載Cd兩端電壓基本保持不變。
副邊整流電路
LC串聯諧振電源若為低壓輸出（輸出電壓小於20kV）可直接采用整流電路，電路結構如圖。
假設U1為輸出最高電壓，二極管/矽堆D1~D4直流反向耐壓應為2U1，整流矽堆通流能力I應大於等於5倍的輸出電流值。例如U1為20kV時，二極管可參考型號2CL40kV/5A。
在小電流充電的應用場景裏，可以采用多級倍壓整流電路獲得直流高壓。電路由電容與二極管構成，10倍壓整流的參考電路如下圖。
U1為倍壓電路輸入電壓，U2為倍壓電路輸出電壓。兩者與倍壓等級n的關系為：U2=nU1（此處n=10)。
需要註意的是，二極管的耐壓值應留3~4倍的裕量，即每個二極管耐壓應不小於(3~4)U2/n，二極管通流參考值為5nIo。需要使用快恢復二極管，同時為防止短路燒二極管，選用的二極管最大浪湧需要盡量大。
電容的耐壓值可以留2.5~3倍的裕量來考慮，即(2.5~3)U2/n。電容容值則需根據開關頻率fs等綜合因素來考慮。
根據電荷量Q=C·U=I·t可得：
故電容參考值選擇應大於Ion2/0.1U2fs。
其中，Io為輸出電流值，n為倍壓等級，U2為輸出電壓，fs為開關頻率。
另外，據我所知有壹款應用於LC串聯諧振電源拓撲的控制芯片（PPEC-86CA3H），可以為電源研發提供穩定可靠的隔離型高壓電源控制方案。能縮短研發時間。應該對妳的方案設計有幫助。