1、全谐振开关电源的原理设计谐振变换器中的变压器(design for an LLC resonant converter(transformer )设计全过程!近段时间 LLC 谐振变换 器备受关注,因为它 优于常规的串联谐振变换器和并联谐振变换器:在负载和输入变化较大时,频率变化很小,且全负载范围内切换可实现零电压转换(ZVS), 下面我们就来讨论这种线路结构种的变压器设计.当然在设计变压器之前还有些其它线路的设计,大概总结如下: a) 定义系统参数, 比如说 目标效率. 输入电压范围等 b) 确定 谐振网络的最大和最小电压增益 M min=Vro/Vinmax/2=Lm+n2Llks/Lm=
2、Lm+Llkp/Lm M max= Vin max/Vin min*M min c) 确定变压器圈数比(n=Np /Ns) n=Vin max/2(Vo+2Vf)*M min. d) 计 算等效负载电阻(Rac) Rac=8n2/(3.14)2*(Vo2/Po)*Eff e) 设计谐振网络(一般在峰值增益上要有 10-15%余量) Cr=1/2*3.14*Q*F0*Rac Lr=1/ (2*3.14*F0)2*Cr Lp= (k+1)2/(2k+1)*Lr 注:K 值为: Lm/Llkp ( 激磁电感和初级漏磁电感之间的比)下面进入主题- 设计变压器: 在设计变压器是应以最坏的情况来考虑,那么
3、此案子是在最低的开关频率发生在最低的输入电压和满负载的情况下. 下面我们来计算原边(Np)最小圈数值 Np min= n(V0+2Vf)/(2*Fs min* *Ae)-B:可以取 0.25-0.3T. 然后,选择次级圈数,保证初级圈数大于 Np min. Np =n*NsNp min下面我们以一个实例来讨论 LLC 谐振变换 器中的变压器具体设计: 首先根据 Ap 法算出大概需要的 core size ,本例变压器选 EER3541(Ae=107mm2). 接下来再讨论最小的开关频率,在设计 LLC 谐振变压器时可以根据增益曲线可以从图表上查出,然后再按上述的公式来算初,次级的圈数 接下来就
4、是和我们普通的变压器设计流程一样下一步是来讨论变压器的构造. 因为 LLC 谐振变换器是充分利用 变压器的 Lp,Lr故在结构设计中应该留心. 刚有谈到 LLC 谐振变换 器是充分利用变压 器的 Lp,Lr,则 1 在设计时需要一个相对较大的 Lr 值 .我们一般可以采用一种可 组合线轴.以获得理想的 Lr 值. 这种结构,线圈数和绕线结构是决定 Lr 大小的主要因素,而变压器的磁心气隙长度不会影响 Lr 太多.但 ,我们可以通过调整气隙长度来轻松控制 Lp最后我们来选择谐振电容 大家都知道,在选择谐振电容时必须考虑额定电流,因为会有相当数量的电流流经电容. 通过谐振电容器的均方根可表示为: Icr (rms)= (3.14*Io/22n)2 + n(Vo+2*Vf)/42FoLm2 然后确定正常工作中谐振电容的最大电压为: Vcr MAX=Vinmax/2+2*Icr(rms)/(2*3.14*Fo*Cr) 通过上面的一些步骤及一些公式我们就可以初步简单的把 LLC 电路的设计全过程给展示出来了.
