LLC变压器设计步骤与说明

《LLC变压器设计步骤与说明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、LLC变压器设计步骤与说明LLC变压器设计步骤与说明-------------夏建彬已知条件：一、输入电压范围：V,VINMININMAX额定输入电压：VINNOM输出电压电流（最大值）：V/I00二、选择谐振频率和工作区域谐振频率fr额定输入输出时电源工作在fr参数计算1、理论变比VINNOMVn=2=INNOMV+V2*(V+V)0D0D2、最高、最低输入电压的增益(V+V)0DG=2*n*MINVINMAX(V+V)0DG=2*n*MAXVINMIN3、计算负载电阻和反射电阻V0R=LI02288*n*RLR=n**R=AC2L

2、2ππ1LLC变压器设计步骤与说明4、取k值LPk=LSk值选3～7之间可以接受，k值选大，会增大频率范围，较小的k值可以减小频率范围，但是轻载效率较低。k值越小，获得相同增益的频率变化范围越窄k值越大，获得相同增益的频率变化范围越宽。k值越大，MOSFET在fr附近的导通损耗和开关损耗越低。为了获得较好的环路调整和较高的效率、较低的文波，以及轻载电压的稳定，个人经验选择k=6。5、计算Q,fMIN,fMAX,LS，LP,LrLLrr2Z0CrCr0.95GMAXQ====*k+22ZZ8*n*Rk*GG−1pripriLMAXMAX

3、2π*η由于：2πfLrSQ=⇒Q↓⇒L↓⇒L=k*L↓⇒L=(L+L)↓⇒I↑SPSmSPLPRAC42V02nRL2I=+8π↑⇒η↓rms228nRLfLmrK值固定后，在保证ZVS的条件下尽量选用大的Q值。frf=MIN11+k(1−)2GMAXfrf=MAX11+k(1−)GMIN1C=r2π*f*R*QrACQ*RACL=S2πfrL=k*LPr由于实际选型时，电容规格组合一定，所以选择合适的C值，再推算其它参数。r2LLC变压器设计步骤与说明假设C一定，则其它参数推算如下：r1Q=2π*f*R*CrACr关于Q值的考虑：

4、当Q>1时，反馈微小的变化量会引起比较大的输出变化，因而往往会导致回路震荡，因此实际工作时Q要小于1，工作在负反馈状态下，所以一般实际应用上选取的L值对应的Q是小于1的。如果在已经设计好的回路中Q值大于1，就往往会产生工作不稳定的现象，或者输出环路不稳定，且输出纹波较高（LLC电路对前级无衰减）。1由于f=,则有：r2πL*CsR1L=S224π*C*frrL=k*LPrffrrf=不变，f=，k值不变。MINMAX111+k(1−)1+k(1−)2GGMAXMIN（注：由于反推一些参数，可以明显发现最初设定的最大增益G和最小输入电压

5、V改MAXINMIN变了，但是对于变换器来说，此改变可以接受。）考虑实际问题，主变压器采取夹绕方式，考虑本身漏感为1%，故真正的L取值需要S变小一点。I>I6、核算mpVINMAXI=m4f*(L+L)MAXrPVinI=(2C+C)possstrayTdI>I如不满足需要降低Q或增大L+LmprP3LLC变压器设计步骤与说明7、实际变比L+Lk+1rPn=n*=n*realLkp8、初级最小匝数n(V+V)real0DN=P−MIN2f*∆B*AMINe(根据实际变压器尺寸选择N,N,n)PSreal9、初级电流有效值42V02nR

6、L2I=+8πrms228nRLfLrr10、MOSFET电压，电流最大值，电流有效值V=VMOSINMAXI=IMAX_MOSOCPIrmsI=rms_MOS22P=IRConduct_lossrms_MOSds11、次级整流管电压，电流，损耗V=2*VD_MAX0I0I=D_Avg2P=V*ID_Conduct_lossD_Conduct_AvgD_Avg12、谐振电容电流有效值、最大电压42V02nRL2I=I=+8πCr_rmsrms228nRLfLrrVIN1V≅MAX+2*I*Cr_Maxrms_Max22πfCrr13、

7、输出电容的电流有效值2πI022π−8I=()−I=*IC0_Rms002284LLC变压器设计步骤与说明14、器件选择MOSFET:满足20%裕量，电流从发热和C考虑（保证高压时ZVS)OSSC：满足RMS电流的要求，电压为计算值的1.5倍左右rC:满足RMS电流的要求0C15、r取值与功率P的关系LLrr2Z0CrCr0.95GMAX由于Q====*k+，其中k，G为固定值，22MAXZZ8*n*Rk*GG−1pripriLMAXMAX2π*η1又由于C=，故在选取C时，主要由R决定。rrAC2π*f*R*QrACV2INNOMV

8、8nR0因为R=L，n=2,R=LACπ2V+VI00D22VV0INNOM所以R=AC22πI(V+V)00D考虑V较小，则有D22222VV2VV2V2VR=0INNOM≅0INNOM=INNOM=INNOMAC22