半桥LLC变压器的设计

1．8．1 半桥LLC变压器的设计 第一步 计算输出电路的交流电阻。

对于谐振正弦电流，在全波桥式电路中，有效值电流为：

Iac(rms)=

π22

Io

考虑到方波的基频分量，有效电压值：

Eac(rms)=

π22

Vo

因此，输出交流电阻表示为：

Rac=

Eac(RMS)Iac(RMS)

=

8VO8

=RL

π2IOπ2

第二步 计算半桥LLC变压器的匝比。

n=

(Vin/2)(V/2)*2*D

=in

(Vo+Vd)/(2*D)(Vo+Vd)

由于半桥LLC谐振变换的占空比D为固定值近似50％，则

n=

(Vin/2)*2*DVin

=

Vo+Vd2(VO+Vd)8RLn2

第三步，计算变压器副边阻抗等效到原边的阻抗。

Zpri=

πη2

第四步，LLC谐振电路的Q值（品质因素）和k(初级电感量和谐振电感的关系)。 副边二极管导通时，谐振电路的Q值（品质因数）：

Q=

ZOZpriLpLr

LrCr=Zpri

k=

(k选4，3～7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。）

第五步， 计算半桥LLC谐振参数Lr,Cr,Lp。正常工作时，据经验选择k=4,Q=1。

Q=

ZO

Zpri1

Lr

Lr8RLn22Cr2

==1， 即 =Zpri=(2) （1－142）

ZpriCrπη 设谐振频率为100k，则

2πLrCr

=100k (1-143)

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由1－142，1－143联立，即可算出Lr,Cr的值。 根据

LpLr

=k=4，即可求出Lp的值。

第六步，计算变压器匝数，原边匝数Np，副边匝数Ns。

NP=

(Vin/2)*∆t(Vin/2)*D*T

=

∆B*Ae∆B*Ae

对于半桥谐振LLC变换，占空比D为0.5，则上式可以变成：

NP=

Vin*T

4*∆B*Ae

其中，∆B为半个周期内磁芯的磁感应强度变化量（∆B的变化与励磁电流ilm的变化趋势一致，在半周期内磁感应强度会从－Bmax变化到＋Bmax，因此∆B 变压器副边匝数NS1

=2Bmax），Ae为磁芯的截面积。

=NS2=NP/n

至此，计算出了半桥LLC变换的，Lr,Cr,Lp,Np,Ns,所有变压器参数。

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