1、LC变压器设计步骤与说明1LC变 压 器 设 计 步 骤 与 说 明 -夏 建彬已知 条件 ：一、 输入电压范围： MINIV,MAXINV额 定输 入电 压： NOMIV输 出电 压电 流（ 最大 值 ） ：00/IV二、 选择谐振频率和工作区域谐 振频 率rf额 定输 入输 出时 电源 工作 在 rf参数 计算1、 理论变比 )(*2200 DINDIN VVVVVn OMOM +=+=2、最高、最低输入电压的增益MAXINDMIN VnG )(*20+=MINIDMAX VnG )(*20+=3、计算负载电阻和反射电阻00IVRL= 2222 *8*8* LLAC RnRnR =LC变压
2、器设计步骤与说明24、取 k值 SPLk=k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 rf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 6=k。5、计算 Q,MINf,MAXf,SL， PL,rL 1*95.0
3、*822220 += MAXMAXMAXLrrprirrpri GkGkRnCLZCLZQ 由 于： +=LPPSmSPSACSr ILLLLkLLQRLfQ )(*2 += 222240 88rmLLrms fLRnnRVIK值 固定 后， 在保 证 ZVS的 条件 下尽 量选 用大 的 Q值 。)11(12MAXrMIN Gkff += )11(1MINrMAX Gkff += QRfC ACrr *21=rACS fRQL2*=rP LkL*=由 于实 际选 型时 ，电 容规 格组 合一 定， 所以 选择 合适 的rC值 ，再 推算 其它 参数 。LC变压器设计步骤与说明3假 设 rC一
4、 定， 则其 它参 数推 算如 下： rACrRfQ *21=关 于 Q值 的考 虑：当 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 （ LC电 路对 前级 无衰 减 ） 。由 于 Rsr CLf *21= ,则 有：22*41rrS fCL=
5、rP LkL*=)11(1 2MAXrMIN Gkff += 不 变， )11(1 MINrMAX Gkff += ， k值 不变 。（ 注 ： 由 于反 推一 些参 数 ， 可 以明 显发 现最 初设 定的 最大 增益 MAXG和 最小 输入 电压MINIV改变 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 SL取 值需 要变 小一 点。6、核算 pmII )(*4 PrMAXINm LLfVI MAX+=dinstrayossp TVCCI )2( +=pmII如 不满 足需
6、要降 低 Q或 增大 PrLL+LC变压器设计步骤与说明47、实际变比 kknLnn pPrreal 1* +=+=8、初级最小匝数eMINDrealMINP ABf VVnN *2 )(0+=(根 据实 际变 压器 尺寸 选择 PN,SN,realn)9、初级电流有效值222240 88 += rrLLrms fLRnnRVI10、 MOSFET电压，电流最大值，电流有效值MAXINMOSVV=OCPMOSMAX II =_ 2_ rmsMOSrms II =dslossConduct RIPMOSrms2_ _=1、次级整流管电压，电流，损耗 0_ *2VVMAXD=20_ IIAvgD=
7、 AvgDAvgConductDlossConductD IVP _ *=12、谐振电容电流有效值、最大电压222240_ 88 += rrLLrmsrmsCr fLRnnRVIIrrMaxrmsINMaxCr CfIVV MAX 21*22 _ +13、输出电容的电流有效值022020_0 *88)2( IIIIRmsC = LC变压器设计步骤与说明514、器件选择 MOSFET:满 足 20%裕 量， 电流 从发 热和 OSSC考 虑（ 保证 高压 时 ZVS)rC： 满足 RMS电 流的 要求 ，电 压为 计算 值的 1.5倍 左右0C:满 足 RMS电 流的 要求15、rC取值与功率
8、P的关系由 于 1*95.0*822220 += MAXMAXMAXLrrprirrpri GkGkRnCLZCLZQ ， 其 中 k， MAXG为 固定 值 ，又 由于 QRfCACrr *21= ， 故在 选取 rC时 ，主 要由 ACR决 定。因 为 228LAC RnR=，DINVVVnOM+=02,00IVRL=所 以 2002 20 )( DINAC VVIR OM+=考 虑DV较 小， 则有 02200222002202002 20 )( PVVIVIVVIR NOMNOMNOMNOM IIIDIAC =+=综 上所 诉 ，ACR的 值仅 与输 入电 压和 功率 有关 系 ， 即
9、 在谐 振参 数 rC， rL的 选择 上 ， 仅 需要考 虑变 换器 所要 求的 功率 ，而 不需 要太 关心 输出 0V和 0I。LC变压器设计步骤与说明6列 ： 已知 条件 ：一、 输入电压范围： VVMINI 300=, VMAXIN400=额 定输 入电 压： VVNOMI 380=输 出电 压电 流（ 最大 值 ） ： AIVV 18/1200 =二、选择谐振频率和工作区域 谐 振频 率 KHzfr100=额 定输 入输 出时 电源 工作 在 rf参数 计算1、理论变比 96063.14)7.012(*2380)(*2200 =+=+=+= DINDIN VVVVVn OMOM2、
10、最高、最低输入电压的增益 95.0400)7.012(*96063.14*2)(*20 =+=+=MAXINDMIN VnG 26667.1300)7.012(*96063.14*2)(*20 =+=+=MINIDMAX VnG3、计算负载电阻和反射电阻 6667.0181200 =IVRL 07074.1216667.0*96063.14*8*8*8* 222222 = LLAC RnRnRLC变压器设计步骤与说明74、取 k值 6=SPLk5、计算 Q,MINf,MAXf,SL， PL,rL 1*95.0*822220 += MAXMAXMAXLrrprirrpri GkGkRnCLZCL
11、ZQ 3677283.012667.12667.16*26667.1*695.022=+= 3814164.55)26667.11(*61100)11(122 =+=+= MAXrMIN Gkff KHz894133.120)95.011(*61100)11(1 =+=+=MINrMAX Gkff KHz7663.353677283.0*07074.121*100*2 10*21 6 = QRfC ACrr nF89353.70100*2 07074.121*3677283.0*102* 3 = rACS fRQL H361185.42589353.70*6* =rP LkL H由 于实 际选
12、 型时 ，电 容规 格组 合一 定， 所以 选择 合适 的rC值 ，再 推算 其它 参数 。令 nFCr44=（ 即 23/23） ， 则其 它参 数推 算如 下： 298916.044*07074.121*100*2 10*216 = rACrRfQ 627.57100*2 07074.121*298916.0*10*2*41 322 = rACrrS fRQfCL H726.345627.57*6* =rP LkL H取 55=SL HLC变压器设计步骤与说明8取 350=PL H取 3637.655350=SPLk6、核算 pmII 04239.2)35055(*894133.120*4
13、 400*10)(*4 3 =+=+= PrMAXINm LLfVI MAX A110*200400*10*500)2(912 =+= dinstrayossp TVCCI ApmII7、实际变比09322476.163637.613637.6*96063.141* =+=+=+= kknLnn pPrreal8、初级最小匝数 135875.27170*4.0*3814164.55*2 )7.012(*09322476.16*10*2 )( 30 =+=+= eMINDrealMINP ABf VVnN ST（ 考虑 实际 ，选 用 PQ320骨 架磁 芯）选 择SPTN32=, SSTN2=
14、,16=n9、初级电流有效值 264.18100*556667.0*16*210*6667.0*16*812828 222 243222240 =+=+= rmLLrms fLRnnRVI A10、 MOSFET电压，电流最大值，电流有效值 VVVMAXINMOS 400=5168.1_ =OCPMOSMAX II A(取 rmsOCP II *2.1=)893918.02_ =rmsMOSrms II AdsdslossConduct RRIPMOSrms *799.02_ _ = WLC变压器设计步骤与说明91、次级整流管电压，电流，损耗 2412*2*20_ =VVMAXD V92182
15、0_ =IIAvgD A3.69*7.0*_ = AvgDAvgConductDlossConductD IVP W12、谐振电容电流有效值、最大电压 AfLRnnRVII rrLLrmsrmsCr 264.18100*556667.0*16*2*6667.0*16*812828 222 24222240_ =+=+= 44*100*21*2240021*22_ OCPrrMaxrmsINMaxCr ICfIVV MAX +=+ 618529.27744*100*21*5168.1*22400 =+= V13、输出电容的电流有效值678352.8*88)2( 022020_0 = IIIIRmsC A深 圳富 懿恒 电子 科技 有限 公司 2012年 05月 14日
