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2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

作者: 時(shí)間:2012-07-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

步驟1. 選擇m 和 fr ,并計算Mfr

  利用式2,頻率fr 下的增益Mfr 可由下式求得:

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  式3

  上式中,m 和 fr 都由設計人員選擇。若選擇的m值很小,峰值增益增加,且需要較大的Lr。若m值過(guò)小,需要外部電感,因為這時(shí)要在集成式變壓器中獲得高值 Lr 實(shí)際上是相當困難的。另一方面,如果選擇較大的m值,則峰值增益降低。由于Lr 比 Lp低,使用集成式變壓器十分容易。一般而言,m值在4-7之間是比較合理的。

  [設計實(shí)例]

  當 m 和 fr 分別設置為 6 和 100 kHz時(shí),求得頻率下的諧振增益為1.09。

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  步驟2. 確定最大增益

  利用下列公式可求出所需最小和最大增益:

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  式4

  這里,Mmin 和 Mmax 分別為最小和最大增益。Vvirtual 是對應于諧振頻率的有效輸入電壓。

  如前所述,如果諧振電壓下的Vvirtual 被設定為大于最大輸入電壓Vin,max,則工作頻率將總是低于諧振頻率,于是設計出的諧振就會(huì )工作在下諧振工作區域。

  [設計實(shí)例]

  假定Virtual 設為420 Vdc并考慮到余裕,Mmin 和 Mmax 可采用式4計算:

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  考慮到因負載瞬態(tài)和輸入電壓變化,峰值增益應具有一定余裕,增加10%的余裕是比較恰當的,故合理的Mmax 為 1.45。

  步驟3. 確定集成式變壓器的匝數比

  利用步驟2中求得的有效輸入電壓Vvirtual 和合理的諧振增益Mfr ,集成式變壓器的匝數比可由下式求得:

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  這里,Vout 和 VF分別是次級端二極管的額定輸出電壓和正向電壓降。

  如果需要調節匝數比n,可回到步驟2,增加或減小有效輸入電壓Vvirtual即可。

  [設計實(shí)例]

  在步驟2中,Vvirtual 已被設為420 Vdc。VF 取1Vdc,集成式變壓器的匝數比算得為:

  步驟4. 確定諧振網(wǎng)絡(luò )

  利用圖5所示的這種查找表,能夠根據峰值增益和不同的m值找出正確的Q因子。利用m值和前面步驟中獲得的所需最大增益,可在圖5中選出正確的Q因子。一旦確定了正確的Q因子,諧振網(wǎng)絡(luò )的參數就可利用下面的公式求出

  

2.可在上、下區域工作的LLC諧振轉換器的設計

  這里,Cr 和Lr 分別為諧振電容和電感,Lp 為集成式變壓器的初級端電感。Rac 等于,其中考慮到了次級端二極管的正向電壓降。

  這里,Cr 和Lr 分別為諧振電容和電感,Lp 為集成式變壓器的初級端電感。Rac 等于,其中考慮到了次級端二極管的正向電壓降。

  [設計實(shí)例]

  在前面的步驟中,m值選為6,考慮到了余裕的所需最大增益 Mmax 求得為1.45。通過(guò)圖5找出的Mmax對應的正確Q因子為0.35。

  當諧振頻率為100 kHz時(shí),諧振電容Cr 的值可由下式求出:

  

  考慮到出廠(chǎng)電容的標準值,一個(gè)22nF的電容就足夠了。Lr 和 Lp 諧振電感的值可由下式求出:

  

  后續的設計步驟和更多的技術(shù)信息

  本文簡(jiǎn)單介紹了下諧振工作及其諧振參數的設計步驟。不過(guò),尚未提及選擇諧振參數之后的若干設計步驟,比如集成式變壓器的設計,開(kāi)關(guān)的額定電壓和電流、二極管和諧振電容的選擇,以及控制器和反饋電路的設計。



關(guān)鍵詞: LLC 諧振 轉換器

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