CN116155117B - 双向llc谐振电路、设计方法和电子设备 - Google Patents

双向llc谐振电路、设计方法和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种双向LLC谐振电路、设计方法和电子设备，根据第一端口电压和第二端口电压确定目标电压使得双向LLC谐振电路在空载工作状态处于谐振频率左侧，保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，并且采用频率调制模式控制，使双向LLC谐振电路的正向和反向都工作在LLC一种状态下，实现了正向电流和反向电流的无缝切换，使得电路状态连续，提高了电路的响应速率和电路切换流畅度。

Description

双向LLC谐振电路、设计方法和电子设备
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种双向LLC谐振电路、设计方法和电子设备。
背景技术
随着双向直流-直流变换器的发展，出现了隔离式双向直流-直流变换器，隔离式双向直流-直流变换器的功能是在保持变换器两侧的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要改变能量传输方向，并提供电气隔离作用，由同一个变换器实现能量的双向传输，使用的总体器件数目少，可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换，同时具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势。
通常情况下，不隔离的双向直流-直流变换器，可以做到能量从正向流动无缝切换到反向流动或者从反向流动无缝切换到正向流动。而在需要隔离应用的场景下，双向LLC电路在两种工作状态切换时状态不连续。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以解决双向LLC电路两种工作状态切换时状态不连续的一种双向LLC谐振电路、设计方法和电子设备。
第一方面，本申请提供了一种双向LLC谐振电路，该双向LLC谐振电路包括：依次连接的第一端口、第一开关电路、谐振电路、第二开关电路和第二端口，谐振电路包括变压器，变压器的匝数比为目标匝数比；
其中，目标匝数比根据第一端口的端口电压和第二端口的端口电压确定目标电压，以使双向LLC谐振电路在空载工作状态处于谐振频率的左侧；
双向LLC谐振电路用于保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，以使电路的正向和反向都工作在LLC一种状态；
双向LLC谐振电路还用于采用频率调制模式控制，频率从空载频率的左侧变化到右边，双向LLC谐振电路的电流从一个方向切换到另一个方向。
第二方面，本申请提供了一种双向LLC谐振电路的设计方法应用于如上述的双向LLC谐振电路，该设计方法包括：
基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息；
根据增益信息确定候选匝数比；
根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在其中一个实施例中，增益信息包括空载工作频率的增益范围，上述基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息，包括：
基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线；
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
在其中一个实施例中，上述根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围，包括：
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值；
根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在其中一个实施例中，上述基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线，包括：
控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线；
控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
在其中一个实施例中，上述根据增益信息确定候选匝数比，包括：
根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
在其中一个实施例中，该设计方法还包括：
根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值；
根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
在其中一个实施例中，上述根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比，包括：
获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数；
根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在其中一个实施例中，该设计方法还包括：
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围；
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
第三方面，本申请还提供了一种电子设备，电子设备包括如上述的双向LLC谐振电路。
上述双向LLC谐振电路、设计方法和电子设备，基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息，根据增益信息确定候选匝数比，根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比，其中，目标匝数比可以使双向LLC谐振电路空载工作状态处于谐振频率左侧，保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，并且采用脉冲调频模式控制，使双向LLC谐振电路正向工作和反向工作，都工作在LLC一种状态下，使电流和电压从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向，切换过程较短，提高了电路的响应速度以及电路切换的流畅度。
附图说明
图1为一个实施例中双向LLC谐振电路图；
图2为一个实施例中双向LLC谐振电路的设计方法的流程示意图；
图3为一个实施例中获取双向LLC谐振电路的增益信息的流程示意图；
图4为一个实施例中双向LLC谐振电路图的增益曲线图；
图5为一个实施例中确定空载工作频率增益范围的流程示意图；
图6为一个实施例中满足条件的区域图；
图7为一个实施例中正向频率、反向频率和空载频率位置图；
图8为一个实施例中获取增益曲线的流程示意图；
图9为另一个实施例中双向LLC谐振电路的设计方法的流程示意图；
图10为一个实施例中确定双向LLC谐振电路的目标匝数比的流程示意图；
图11为另一个实施例中双向LLC谐振电路的设计方法的流程示意图；
图12为另一个实施例中双向LLC谐振电路的设计方法的流程示意图；
图13为一个实施例中双向LLC谐振电路的设计装置图；
图14为一个实施例中计算机设备结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
隔离式双向直流-直流变换器的功能是在保持变换器两侧的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要改变能量传输方向，并提供电气隔离作用。与采用两套单向的直流-直流变换器来达到能量双向传输的方案相比，双向直流-直流变换器由同一个变换器实现能量的双向传输，使用的总体器件数目少，可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换，同时具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势。面对全球环境急剧变化、能源紧张和节能减排压力的不断上升，双向直流-直流变换器的需求日益增多。双向直流-直流变换器在电动汽车车载双向OBC电源、不间断电源(UPS)电池充放电回路、电池储能系统以及新能源电池化成分容、电池与模组自动化测试等领域有着广阔的应用前景。
以新能源锂离子电池应用场景为例，单体电池的生产与测试过程中，其中关键的一个工艺是对电池化成和分容，这个过程会对电池进行充电和放电测试，当单体电池组装成模组或者模块之后，同样也需要进行充放电测试。在这些测试过程中，需要电池的电流在充电电流和放电电流之间实现无缝切换，即电池电流需要快速从放电电流切换到充电电流，或者电池电流需要从充电电流快速切换到放电电流。
不隔离的双向直流-直流变换器如双向BUCK/BOOST电路，是在BUCK电路的基础上将续流二极管更换为全控性开关器件，同时斩波管和续流管交替互补开关，因此，从电路功能上看，当电流从IN端流入OUT端时，电路工作在BUCK电路状态，当电流从OUT端流入IN端时，电路工作在BOOST模式，最为关键的是，无论是工作在BUCK电路模式，还是工作BOOST电路模式，如果都已斩波管的开通时间作为占空比计算参数，电路的增益公式是一样的。例如，已斩波管开通时间作为计算占空比D的参数，当工作在BUCK电路模式时，电路的增益为Vout/Vin=D；当工作在BOOST电路模式时，电路的增益为Vin/Vout=1/D；两个电路的增益公式实际上是一样的，因此，不隔离的双向BUCK/BOOST电路可以做到能量向水管一样，正方向自由流动，能量从正向流动无缝切换到反向流动或者从反向流动无缝切换到正向流动。带来的好处是，能量在正反向切换的时候，电路的动态响应非常快，端口电压不会出现超调过程。由于不隔离的双向BUCK/BOOST电路具有如此好的动态性能，基于双向BUCK/BOOST电路衍生出的单相全桥或者三相全桥电路，才能够实现双向交流-直流变换器，实现交流能量和直流能量无缝切换。
但是在需要隔离应用的场合，要想达到类似双向BUCK/BOOST电路一样实现能量正反向无缝切换，类似“直流变压器”这样的效果，直流电流能量经过变压器隔离后还能像水管一样在变压器两侧自由流动，是非常困难的，通常情况下需要变压器两侧的电路是非常对称的，否则，很难再找到一个隔离的电路拓扑正向工作和反向工作时保持电路增益一致。
隔离式双向直流-直流变换器还必须要考虑的一个点是效率和体积，直流到直流隔离变换通常的思路是先将直流斩波成高频交流，通过高频变压器将高频交流电压转成另一种电压幅值，再通过整流电路将交流电压整流成第二直流电压，从而实现直流电压隔离变换功能。在高频斩波和整流的过程中，可能会产生大量的开关损耗，这也是隔离式双向直流-直流变换器必须要解决的问题。
下面将对本申请实施例提供的所涉及到的双向LLC谐振电路进行简要说明。
本申请实施例提供的双向LLC谐振电路，如图1所示，双向LLC谐振电路包括依次连接得第一端口101、第一开关电路102、谐振电路103、第二开关电路104和第二端口105。其中，双向LLC谐振电路采用脉冲频率调制模式，第一开关电路102与第二开关电路104的控制信号频率相同，且第一开关电路102的控制信号的占空比大于第二开关电路104的控制信号的占空比。
本申请实施例中，第一开关电路102和第二开关电路104是由全控型开关器件组成，通过开关动作，将直流电压斩波成交流电压，或者将交流电压整流成直流电压。可选的，开关电路是全桥电路、全波电路或者半桥电路。
谐振电路103包括变压器，变压器两端变压器的匝数比为目标匝数比。
双向LLC谐振电路采用脉冲频率调制模式，第一开关电路102和第二开关电路104采用同频率同相位的控制信号进行开关动作，并且第一开关电路102的控制信号的占空比大于第二开关电路104的控制信号的占空比，即第一开关电路102导通时间的保持总是大于第二开关电路104的导通时间，全范围只工作在LLC谐振电路的单一状态。
其中，目标匝数比根据第一端口的端口电压和第二端口的端口电压确定目标电压，以使双向LLC谐振电路在空载工作状态处于谐振频率的左侧，双向LLC谐振电路用于保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，以使电路的正向和反向都工作在LLC一种状态；双向LLC谐振电路还用于采用频率调制模式控制，频率从空载频率的左侧变化到右边，双向LLC谐振电路的电流从一个方向切换到另一个方向。
上述双向LLC谐振电路，通过预设变压器的目标匝数比，采用脉冲频率调制模式，使双向LLC谐振电路的正向电流和反向电流时，都工作在LLC一种状态下，开关器件的动作时序始终保持同频同相位，并且原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，使电流和电压从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向，切换过程较短，提高了响应速度以及以及电路切换的流畅度。
在一个实施例中，还提供了一种电子设备，该电子设备里包括双向LLC谐振电路，如图1所示，双向LLC谐振电路包括依次连接得第一端口101、第一开关电路102、谐振电路103、第二开关电路104和第二端口105。其中，双向LLC谐振电路采用脉冲频率调制模式，第一开关电路102与第二开关电路104的控制信号频率相同，且第一开关电路102的控制信号的占空比大于第二开关电路104的控制信号的占空比。
上述电子设备包括双向LLC谐振电路，通过预设双向LLC谐振电路变压器的目标匝数比，采用脉冲频率调制模式，使双向LLC谐振电路的正向电流和反向电流时，都工作在LLC一种状态下，开关器件的动作时序始终保持同频同相位，并且原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，使电流和电压从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向，切换过程较短，提高了响应速度以及以及电路切换的流畅度。
为了进一步清晰、详细的说明本申请实施例的双向LLC谐振电路的设计方法，首先约定把从能量第一直流端口传递到第二直流端口成为充电，或者正向，把从能量第二直流端口传递到第一直流端口成为放电，或者反向，能量既不从第一直流端口传递到第二直流端口，也不从第二直流端口传递到第一直流端口的状态，成为的空载或者静止状态。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种双向LLC谐振电路的设计方法，以该设计方法应用于图1中的双向LLC谐振电路为例进行说明，包括以下步骤：
步骤201，基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息。
其中，预设的初始匝数比为变压器的等效匝数比，双向LLC谐振电路的增益为正向和反向的电流、电压或功率增加程度，双向LLC谐振电路的增益信息可以是正向电流的增益曲线和反向电流的增益曲线，也可以是正向电压的增益曲线和反向电压的增益曲线，还可以正向工作频率的增益曲线和反向工作频率的增益曲线，本申请实施例对增益信息不做限定。
示例性地，根据双向LLC谐振电路中预设的变压器初始匝数比N0，获取得到双向LLC谐振电路正向电压的增益曲线和反向电压的增益曲线，以及正向工作频率的增益曲线和反向工作频率的增益曲线；或者，根据预设的变压器初始匝数比N0，获取正向的电流、电压或功率的增益数据和反向的电流、电压或功率的增益数据。
步骤202，根据增益信息确定候选匝数比。
其中，候选匝数比为根据增益信息计算出的理论的变压器匝数比。
根据双向LLC谐振电路功率的增益曲线，根据增益曲线计算得出理论的变压器匝数比；或者根据双向LLC谐振电路功率的增益数据，根据增益数据计算得出理论的变压器匝数比。
示例性地，根据双向功率的增益曲线VB/VA*N，确定候选匝数比N。
步骤203，根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
其中，双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，在实际设计中只能是整数，可以根据候选匝数比、实际原边匝数和副边匝数确定目标匝数比，以保证使用中能够运用。
根据双向LLC谐振电路功率的增益曲线，计算得出候选匝数比，根据实际的变压器的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路变压器实际的的目标匝数比。
示例性地，根据双向LLC谐振电路功率的增益曲线，计算得出候选匝数比4.4，列出了匝比在4~5之间可能的变压器匝比关系，可以选择原边26匝，副边6匝，匝数比为4.3，或者原边27匝，副边6匝，匝数比为4.5，这两个可行的方案都是最接近理论计算的匝数比4.4的。
上述双向LLC谐振电路的设计方法中，基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息，根据增益信息确定候选匝数比，根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比，通过合理设置变压器匝数比，使双向LLC谐振电路在空载工作状态处于谐振频率左侧，保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，并且采用脉冲调频模式控制，使双向LLC谐振电路正向工作和反向工作，都工作在LLC一种状态下，使电流和电压从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向，切换过程较短，提高了电路的响应速度以及电路切换的流畅度。
在一个实施例中，如图3所示，增益信息包括空载工作频率的增益范围，上述基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息的过程，可以包括如下步骤：
步骤301，基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线。
其中，正向增益曲线是指在双向LLC谐振电路工作在充电模式下，正向工作频率随增益变化的曲线图；反向增益曲线是指在双向LLC谐振电路工作在放电模式下，反向工作频率随增益变化的曲线图。
根据初始匝数比，在双向LLC谐振电路工作在充电模式下，获得双向LLC谐振电路的正向增益曲线；在双向LLC谐振电路工作在放电模式下，获得反向工作频率内的增益曲线图。
示例性地，将第一直流端口电压记作VA，第二直流端口电压记作VB，首先，考虑到电路元件的由于负载电流而产生压降的影响，充电过程产生的压降设置为正方向，正向的负载压降记为Vd1，反向的负载压降记为Vd2，变压器的等效匝数比记为N，假设双向LLC谐振电路本身的等效增益函数记为M（fx），其中M（fx）是标准的双向LLC谐振电路增益公式，是由谐振腔的电路参数决定的增益公式。根据电路基本分析方法，可以推导出：
充电过程的等效电路公式：VA*M(f1)/N=VB+Vd1；
放电过程等效电路公式：VA*M(f2)/N=VB-Vd2；
空载等效增益公式：VA*M(f0)/N=VB。
其中，f1、f2、f0分别是工作在正向、反向和空载三个条件下的工作频率，M(f1)、M(f2)、M(f0)分别是工作在正向、反向和空载三个工作频率下具体的增益数值。
增益的定义是输出电压与输入电压的比值。实际拓扑变换器的增益应该是输出电压VB/VA，因此，进一步重新整理本申请的双向LLC谐振电路增益表达式为：
充电过程的等效电路公式：VB/VA=M(f1)/N-Vd1/VA；
放电过程等效电路公式：VB/VA=M(f2)/N+Vd2/VA；
空载等效电路公式：VB/VA=M(f0)/N。
因此，新的增益曲线可以通过标准的双向LLC谐振电路增益曲线获取到，具体的步骤是：
当初始匝数比为N0时，如图4所示，虚线M（fx）代表标准LLC电路的增益曲线，实线VB/VA*N代表新的增益曲线，斜线代表空载增益曲线，其中，双向LLC谐振电路工作在充电模式下，保持输入电压恒定，测量正向不同工作频率f1条件下对应的正向压降Vd1，获取Vd1/VA随频率f1变化的曲线；利用M(f1)/N减去Vd1/VA，重新绘制出正向工作频率f1内的增益曲线图；当双向LLC谐振电路工作在放电模式下，保持输入电压恒定，测量反向不同工作频率f2条件下对应的反向压降Vd2，获取Vd2/VA随频率f2变化的曲线；利用M(f2)/N加Vd2/VA，重新绘制出反向工作频率f2内的增益曲线图。
步骤302，根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
其中，空载工作频率是指电路中有输入而输出没有接负载时的工作频率，近似等于正向工作频率的增益与反向工作频率的增益的平均值。
通过正向增益曲线和反向增益曲线，找出若干个频率范围，从若干个频率范围确定最优选的频率范围，确定正向工作频率和反向工作频率，根据正向工作频率和反向工作频率确定空载工作频率，以及空载工作频率的增益范围。
示例性地，根据正向增益曲线和反向增益曲线，确定正向工作频率f1和反向工作频率f2，空载工作频率f0近似等于正向工作频率的增益与反向工作频率的增益的平均值（f1+f2）/2，默认上述平均增益（M（f1）+ M（f2））/2就是空载增益，M(f0)的范围大概是1.05~1.1左右。
上述双向LLC谐振电路的设计方法中，基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线，根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围，根据确定空载工作频率的增益范围，从而合理的设置变压器匝数比，本申请实施例通过正向增益曲线和反向增益曲，直观的可以找出空载工作频率的增益范围，从而可以通过空载工作频率的增益范围确定变压器的在匝数比，电路的空载工作频率在自然谐振频率的左侧，使双向LLC谐振电路正向工作和反向工作，都工作在LLC一种状态下。
在一个实施例中，如图5所示，上述根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围的过程，可以包括如下步骤：
步骤401，根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值。
其中，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值。
通过正向增益曲线和反向增益曲线，正向工作的最大增益值和反向工作的最小增益值。将二者做差，得到确定增益差值。
示例性地，用充电最大增益M(f1)减去放电最小增益M(f2)得到增益差值，增益差值等于（VB+Vd1）*N-（VB-Vd2）*N。
步骤402，根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在确定增益差值后，在增益曲线图中绘制矩形框，使得矩形框的高度等于增益差，然后将矩形框拉长，使得矩形框左右两个竖线框与增益曲线相交。其中左侧相交点对应的频率为f1，右侧相交对应的频率为f2，其中f1和f2之间的距离称为频率间距，也就是矩形的宽，并且被矩形框所圈在里面的增益曲线段必须是单调递减的，即随频率增加，曲线下降。
左右移动矩形框，使得f2靠近自然谐振频率附近。f2选择为0~1.05倍的谐振频率。记录下f1、f2、M（f1）、M（f2）。
根据矩形框所圈在里面的增益曲线段必须是单调递减的，如图6所示，区域A、区域B和区域C都满足要求，因为最大增益和最小增益的差就决定了在这个增益范围内进行调节，都能满足最大增益和最小增益的调节范围。但是，区域A明显远离谐振频率点，对LLC来讲，原边开通的时间远远大于副边开通的时间，有很长时间内不传递能量，导致损耗较大，但是区域A的优点是，LLC左侧区间增益曲线陡峭，达到第四步描述的的左侧相交频率f1和右侧相交频率f2之间的距离很短，也就是说频率f1和频率f2的频率间距很小，只需要在很小的频率范围内调节，就可以实现很宽的增益范围。区域B靠近谐振频率，其中f1在谐振点左侧，频率f2在谐振点右侧，克服了工作在区域A处的缺点。区域C同样也能达到增益差的要求，但是在实际中使用有两个问题，其一，C区域内增益非常平坦，这是由双向LLC谐振电路增益特性决定的，因此为了满足增益差，频率间距也是非常宽，因此必须要再很宽的频率范围内进行调节，才能实现宽的增益范围。其二，实际的增益曲线可能是不单调的，有可能会在高频处增益往上翘，导致根本找不到合适的C区域。
综合来看，A区域频率间距窄，工作过于靠谐振频率左侧；C区域频率间距过宽，B区域靠近谐振频率处，频率间距适中。选择B区域最为合适。
根据B区域，得到f1和f2，如图7所示，计算M（f1）、M（f2）的平均值，默认上述平均增益（M（f1）+M（f2））/2就是空载增益，按照空载增益计算公式计算匝数比比：N=（M（f1）+ M（f2））/2*VA/VB。
示例性的，将f2选择为0~1.05倍的谐振频率，假如谐振频率记作Fr，f2=1.05*Fr，f0=0.9*Fr，f1=0.75*Fr，频率间距则为0.3*Fr。通常m=M(0.9*Fr)大概是1.05~1.1左右，根据空载增益计算公式，VB/VA=M(f0)/N，计算匝数比N=M(0.9*Fr)*VA/VB，因此，匝数比通常选择的设计方法是N=m*VA/VB，空载工作频率的增益范围M(0.9*Fr)取1.05～1.1。
上述双向LLC谐振电路的设计方法，根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，根据增益差值确定空载工作频率的增益范围，根据确定空载工作频率的增益范围，从而合理设置变压器匝数比，本申请实施例通过获取增益曲线的方式，直观的可以找出空载工作频率的增益范围，从而可以通过空载工作频率的增益范围确定变压器的在匝数比，电路的空载工作频率在自然谐振频率的左侧，使双向LLC谐振电路正向工作和反向工作，都工作在LLC一种状态下。
在一个实施例中，如图8所示，上述基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线的过程，可以包括如下步骤：
步骤501，控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线。
其中，第一变化信息是指当双向LLC谐振电路工作在充电模式下，保持输入电压恒定，测量正向不同工作频率f1条件下对应的正向压降Vd1，获取Vd1/VA随频率f1变化的曲线。
根据控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的压降与电压的比值随正向工作频率变化的第一变化信息，确定正向增益曲线。
示例性地，当双向LLC谐振电路工作在充电模式下，保持输入电压恒定，测量正向不同工作频率f1条件下对应的正向压降Vd1，获取Vd1/VA随频率f1变化的曲线；利用M(f1)/N减去Vd1/VA，得到正向工作频率f1内的增益曲线图。
步骤502，控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
其中，第二变化信息是指当双向LLC谐振电路工作在放电模式下，保持输入电压恒定，测量反向不同工作频率f2条件下对应的反向压降Vd2，获取Vd2/VA随频率f2变化的曲线。
根据控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的压降与电压的比值随反向工作频率变化的第二变化信息，确定正向增益曲线。
示例性地，当双向LLC谐振电路工作在放电模式下，保持输入电压恒定，测量反向不同工作频率f2条件下对应的反向压降Vd2，获取Vd2/VA随频率f2变化的曲线，利用M(f2)/N加Vd2/VA，重新绘制出反向工作频率f2内的增益曲线图。
需要说明的是，上述步骤501和步骤502的顺序不做限定，可以先执行步骤502再执行步骤501。
上述双向LLC谐振电路的设计方法，控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线，控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线，通过正向增益曲线和反向增益曲线找出空载频率增益范围，便于确定变压器的匝数比。
在一个实施例中，上述根据增益信息确定候选匝数比的过程，可以包括：根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比。
其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。上述预设对应关系可以包括空载等效增益公式N=m*VA/VB，其中m指空载工作频率的增益范围。
根据增益范围、输入端口电压和输出端口电压以及预设对应关系得到候选匝数比。
示例性地，根据增益范围m，以及输入端口电压VA和输出端口电压VB，以及预设对应关系N=m*VA/VB，得到候选匝数比N。
上述双向LLC谐振电路，根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，根据候选匝数比可以确定在实际需要设计的变压器的实际匝数比，进而通过实际匝数比使双向LLC谐振电路空载工作状态处于谐振频率左侧，保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，并且采用脉冲调频模式控制，使双向LLC谐振电路正向工作和反向工作，都工作在LLC一种状态下，使电流和电压从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向，切换过程较短，提高了电路的响应速度以及电路切换的流畅度。
在一个实施例中，如图9所示，本申请实施例还可以包括：
步骤601，根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值。
其中，目标匝数比为变压器实际匝数比。
根据实际变压器匝数设计情况，选择合适的实际匝数比，将实际匝数比重新代入空载等效增益公式，重新计算空载工作频率。
示例性地，根据实际变压器匝数设计情况，从4.2~4.4之间选择合适的实际匝数比值。如果这个区间选择不到合适的匝数比值，则返回到第一步，修改系数M(f0)范围，适当放宽，例如M(f0)从1.04~1.12中再取值。假设最终选择的匝数比值N=4.3。再重新带回到空载等效增益公式VA*M(f0)/N=VB，重新计算空载增益M(f0)=1.075。
步骤602，根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
根据重新计算得到的新的空载增益，根据增益曲线确定f0。
示例性地，假设最终选择的匝数比值N=4.3。再重新带回到空载等效增益公式VA*M(f0)/N=VB，重新计算空载增益M(f0)=1.075。M(f0)在增益曲线上所对应的频率f0就是空载工作频率。
上述双向LLC谐振电路的设计方法，根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值，根据空载增益值在增益曲线上能直观的确定位于自然谐振频率左侧的双向LLC谐振电路的空载工作频率，从而使双向LLC谐振电路的增益总是大于1，利用双向LLC谐振电路的增益增加来弥补正向线路产生的压降，从而最终保持两个直流端口电压平衡。
在一个实施例中，如图10所示，上述根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比的过程，可以包括如下步骤：
步骤701，获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数。
其中，匝数对为根据候选匝数比得出的实际匝数情况满足条件的多个匝数，包括一个原边匝数和一个副边匝数。
根据候选匝数比以及实际选定的磁芯，考虑磁密度等原因，列出多个在匝数比附近范围的可能的变压器匝比关系以及对应的原边匝数和副边匝数。
示例性地，假设计算得到的理论匝数比为4.4，根据选定的磁芯，原边最少的匝数是24，低于这个数值可能导致磁芯的磁密过大，磁芯有饱和的风险，原边最大匝数27，超过此数值之后，磁芯的窗口面积不够，导致绕线绕不下，在这些限制条件下，参考表1，列出了匝比在4~5之间可能的变压器匝比关系，从表格中可以看到多个符合条件的匝数对。
表1
原边匝数 副边匝数 匝比
24 5 4.8
24 6 4.0
25 5 5.0
25 6 4.2
26 5 5.2
26 6 4.3
27 5 5.4
27 6 4.5
27 7 3.9
步骤702，根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
根据候选匝数比实际设计中存在的问题，如磁密度或磁芯窗口面积等，对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定合适的双向LLC谐振电路的目标匝数比。
示例性地，假设计算得到的理论匝数比为4.4，根据表1，列出了匝比在4~5之间可能的变压器匝比关系，从表格中可以看到，实际设计的变压器无法直接达到理论的匝数比4.4，但是可以选择原边26匝，副边6匝，匝数比为4.3，或者原边27匝，副边6匝，匝数比为4.5，这两个匝数对都是最接近理论计算的匝数比4.4的。因此，需要根据变压器设计过程实际匝数情况来确定目标匝数比。
上述双向LLC谐振电路的设计方法，获取多个匝数对，根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比，结合实际情况得到最可行的匝数比设计方案，提高了可实施性。
在一个实施例中，如图11所示，本申请实施例还可以包括：
步骤801，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围。
其中，正向工作频率范围指正向满载工作频率下限。
当正向满载带到最大负载时，计算出的频率就是正向工作频率下限，确定正向工作频率范围。
步骤802，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
其中，反向工作频率范围为反向满载工作频率下限。
示例性地，将重新确定后的实际匝数比代入到充电过程的等效电路公式：VB/VA=M(f1)/N-Vd1/VA；计算充电过程增益值M(f1)，在从增益曲线中反向查询增益值M(f1)对应的工作频率f1，当正向满载带到最大负载时，计算出的频率就是正向工作频率下限f1max。为了保持LLC变换器的动态过程有调节余量，通常正向满载工作频率下限还会进一步再留出10%~15%的余量，即实际的工作频率下限可以设置为0.85*f1max~0.9*f1max。
当反向满载带到最大负载时，计算出的频率就是反向工作频率下限，确定反向工作频率范围。
示例性地，将重新确定后的实际匝数比代入到放电过程等效电路公式：VB/VA=M(f2)/N+Vd2/VA；计算充电过程增益值M(f2)，在从增益曲线中反向查询增益值M(f2)对应的工作频率f2，当正向满载带到最大负载时，计算出的频率就是正向工作频率上限f2max。同样为了保持LLC变换器的反向动态过程有调节余量，通常反向满载工作频率上限还会进一步再留出10%~15%的余量，即实际的工作频率上限可以设置为1.05*f1max~1.1*f1max。
上述双向LLC谐振电路的设计方法，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围，可以实现在保持两个直流端口电压平衡的过程中，只需要调节频率在f1~f2之间来回调节，就能实现电流正向流动或者反向流动，并且电流始终保持着LLC一种电路工作状态，开关器件的动作时序始终保持同频同相位，并且原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向切换过程较短，从控制角度上看，只需要按照一种模式连续调节频率即可。
在一种实施例中，如图12所示，提供了一种双向LLC谐振电路的设计方法，本申请实施例可以包括如下步骤：
步骤901，基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线。
步骤902，根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值。
步骤903，根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
步骤904，根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
步骤905，获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数。
步骤906，根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
步骤907，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围。
步骤908，根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
示例性地，例如，假设第一端口电压为VA=400V，第二直流端口电压也是VB=100V，假设正向输出60A，正向输出线路产生的压降为Vd1=1.8V，反向输出-50A，反向输出线路产生的压降为Vd2=1.5V。
第一步，利用空载等效增益公式VA*M(f0)/N=VB，计算得到M(f0)/N=0.25。按照上文为了使空载工作频率低于谐振频率，并且反向满载工作频率接近谐振频率附近，通常按照经验系数，M(f0)取1.05～1.1，计算得到匝数比N介于4.2~4.4之间。
第二步，根据实际变压器匝数设计情况，从4.2~4.4之间选择合适的实际匝数比值。如果这个区间选择不到合适的匝数比值，则返回到第一步，修改系数M(f0)范围，适当放宽，例如M(f0)从1.04~1.12中再取值。假设最终选择的匝数比值N=4.3。再重新带回到空载等效增益公式VA*M(f0)/N=VB，重新计算M(f0)=1.075。M(f0)在增益曲线上所对应的频率f0就是空载工作频率。
第三步，利用充电过程的等效电路公式VA*M(f1)/N=VB+Vd1，计算M(f1) =1.09435；M(f1)在增益曲线上所对应的频率f1就是正向满载工作频率。实际最低频率下限通常取0.85*f1~0.9*f1。
第四步，利用放电过程等效电路公式：VA*M(f2)/N=VB-Vd2；计算M(f2)/N=1.058875；M(f2)在增益曲线上所对应的频率f2就是反向满载工作频率。实际最低频率上限通常取1.05*f2~1.1*f2。
上述双向谐振设计方法中，通过合理的设置匝数比，使得充电工作状态区间和放电工作状态区间出现相交，把变压器的匝数比设置在工作区间相交的临界点上，刚好使LLC双向工作在临界状态，既不充电也不放电，并且保持两端的直流电压平衡，同时，无论是充电、放电还是静止状态，电路都处于LLC一种工作状态，电路都工作在谐振频率左侧区域，增益始终大于1，并且原边开关和副边开关以同频率开通，从而使电路不论是放电转换成充电，或者从充电转换成放电，整个状态保持了连续性，无论是从环路控制，逻辑处理，还是驱动发波，整个过程都是单一的，不存在需要根据状态执行切换的逻辑过程。本申请的双向LLC谐振电路工作在反向时，原边控制信号的占空比依然大于副边控制信号的占空比，正向工作时电流为正电流，反向工作时电流为负电流，但是电路的工作状态始终保持为LLC一种工作状态，效果好比一根水管，水流方向根据两端的压力自由流动，在保持两个直流端口电压平衡的过程中，可以看到，只需要调节频率在f1~f2之间来回调节，就能实现电流正向流动或者反向流动，并且电流始终保持着LLC一种电路工作状态，开关器件的动作时序始终保持同频同相位，并且原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，从正向过渡到反向，或者从反向过渡到正向切换过程缩短。
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的双向LLC谐振电路的设计方法的双向LLC谐振电路的设计装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述设计方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个双向LLC谐振电路的设计装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于双向LLC谐振电路的设计方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种双向LLC谐振电路的设计装置，包括：
增益信息获取模块1001，用于基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息。
候选匝数比确定模块1002，用于根据增益信息确定候选匝数比。
目标匝数比确定模块1003，用于根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，增益信息获取模块包括：
增益曲线获取子模块，用于基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线。
增益范围确定子模块，用于根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，增益范围确定子模块包括：
增益差值确定单元，用于根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值。
增益范围确定单元，用于根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，增益曲线获取子模块包括：
正向增益曲线确定单元，用于控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线；
反向增益曲线确定单元，用于控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
在一个实施例中，候选匝数比确定模块，具体用于根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
在一个实施例中，上述装置还包括：
空载增益值确定模块，用于根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值。
空载工作频率确定模块，用于根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
在一个实施例中，目标匝数比确定模块包括：
匝数对获取子模块，用于获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数。
目标匝数比确定子模块，用于根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，上述装置还包括：
正向工作频率范围确定模块，用于根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围。
反向工作频率范围确定模块，用于根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
上述双向LLC谐振电路的设计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图14所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种双向LLC谐振电路的设计方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息；
根据增益信息确定候选匝数比；
根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线；
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值；
根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线；
控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值；
根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数；
根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围；
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息；
根据增益信息确定候选匝数比；
根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线；
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值；
根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线；
控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值；
根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数；
根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围；
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
基于预设的初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的增益信息；
根据增益信息确定候选匝数比；
根据候选匝数比、双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
基于初始匝数比，获取双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线；
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据正向增益曲线和反向增益曲线确定增益差值，增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值；
根据增益差值确定空载工作频率的增益范围。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
控制双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据第一变化信息确定正向增益曲线；
控制双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据第二变化信息确定反向增益曲线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定候选匝数比，其中，预设对应关系包括匝数比与空载频率的增益范围、双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和预设对应关系，确定空载增益值；
根据空载增益值确定双向LLC谐振电路的空载工作频率。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取多个匝数对，各匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数；
根据候选匝数比对多个匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定双向LLC谐振电路的目标匝数比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围；
根据目标匝数比和双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例设计方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各设计方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric RandomAccess Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccessMemory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双向LLC谐振电路，其特征在于，所述双向LLC谐振电路包括依次连接的第一端口、第一开关电路、谐振电路、第二开关电路和第二端口，所述谐振电路包括变压器，所述变压器的匝数比为目标匝数比；
其中，所述目标匝数比根据所述第一端口的端口电压和所述第二端口的端口电压确定目标电压，以使所述双向LLC谐振电路在空载工作状态处于谐振频率的左侧；
所述双向LLC谐振电路用于保持原边控制信号的占空比始终大于副边控制信号的占空比，以使电路的正向和反向都工作在LLC一种状态；
所述双向LLC谐振电路还用于采用频率调制模式控制，频率从空载频率的左侧变化到右边，所述双向LLC谐振电路的电流从一个方向切换到另一个方向。
2.一种双向LLC谐振电路的设计方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的双向LLC谐振电路，所述设计方法包括：
基于预设的初始匝数比，获取所述双向LLC谐振电路的增益信息；
根据所述增益信息确定候选匝数比；
根据所述候选匝数比、所述双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定所述双向LLC谐振电路的目标匝数比。
3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述增益信息包括空载工作频率的增益范围，所述基于预设的初始匝数比，获取所述双向LLC谐振电路的增益信息，包括：
基于所述初始匝数比，获取所述双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线；
根据所述正向增益曲线和所述反向增益曲线确定所述空载工作频率的增益范围。
4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述正向增益曲线和所述反向增益曲线确定所述空载工作频率的增益范围，包括：
根据所述正向增益曲线和所述反向增益曲线确定增益差值，所述增益差值为正向工作的最大增益值与反向工作的最小增益值之间的差值；
根据所述增益差值确定所述空载工作频率的增益范围。
5.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述基于所述初始匝数比，获取所述双向LLC谐振电路的正向增益曲线和反向增益曲线，包括：
控制所述双向LLC谐振电路正向工作，得到正向工作的第一变化信息，并根据所述第一变化信息确定所述正向增益曲线；
控制所述双向LLC谐振电路反向工作，得到反向工作的第二变化信息，并根据所述第二变化信息确定所述反向增益曲线。
6.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述增益信息确定候选匝数比，包括：
根据预设对应关系和空载工作频率的增益范围，确定所述候选匝数比，其中，所述预设对应关系包括匝数比与所述空载工作频率的增益范围、所述双向LLC谐振电路的输入电压和输出电压之间的关系。
7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：
根据所述目标匝数比和所述预设对应关系，确定空载增益值；
根据所述空载增益值确定所述双向LLC谐振电路的空载工作频率。
8.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述候选匝数比、所述双向LLC谐振电路的原边匝数和副边匝数，确定所述双向LLC谐振电路的目标匝数比，包括：
获取多个匝数对，各所述匝数对包括一个原边匝数和一个副边匝数；
根据所述候选匝数比对多个所述匝数对进行筛选处理，并根据筛选结果确定所述双向LLC谐振电路的目标匝数比。
9.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：
根据所述目标匝数比和所述双向LLC谐振电路的正向工作等效电路，确定正向工作频率范围；
根据所述目标匝数比和所述双向LLC谐振电路的反向工作等效电路，确定反向工作频率范围。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1所述的双向LLC谐振电路。
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