全谐振开关电源的原理

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 二Vro/Vi nm ax/2=L

2、m+nTLIks/Lm二Lm+Llkp/LmM max= Vin max/Vin min*M minc) 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=8 n2/(3.14)八2*(Vo2/Po)*Efe) 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*RacLr=1/ (2*3.14*F0)A2*CrLp= (k+1)A2/(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

3、虑 , 那么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

4、 接下来就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)= V (3.14*lo/2V 2 n)2 + n (Vo+2*Vf)/4V 2FoLmA2然后确定正常工作中谐振电容的最大电压为 :Ver MAX二Vi nm ax/2+ V