LLC磁集成变压器方案设计

　　LLC电路在电源行业应用较广，本文用于记录LLC电路磁集成方案及特点，欢迎大家指导。

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 一、基本特性

　　以全波整流为例，电流谐波流通路经不一样。因此，对于副边有中心抽头的全波整流电路，P-S-S-P 是最佳结构。

谐波电流流通路径

电流谐波	原边绕组	副边两绕组
奇次谐波	经过	串联经过
偶次谐波	不经过	并联经过

 

二、LLC磁集成变压器的等效电路

 

三、利用漏磁做谐振电感

 　　主要是通过增大漏磁路磁通来形成漏感的目的。

• • 漏磁磁导率为u₀,漏磁不会饱合。
  • 增大漏磁路磁通并不会增大绕组损耗，损耗基本不变。
  • 结构复杂，批量生产一致性存在挑战。

　　主要有下面几种方式：

• 增加漏磁路面积  

• 提高漏磁路磁导

• 采用磁片/磁膜增加漏磁

四、解耦磁集成方案

　　通过合理设计变压器匝数Ns和谐振电感匝数NLr，使两者磁通大小接近。

　　需要注意的是，谐振电感与变压器励磁电感需要设计成解耦。如果存在耦合，得用磁阻模型分析磁通大小。

五、耦合磁集成方案

　　耦合磁集成方案谐振电感与励磁电感存在耦合关系，他们的计算常规步骤如下：

　　Step 1：给定电路参数Lm，Lk，N

　　Step 2：初定匝数Np/Ns

　　Step 3:   计算磁路参数

　　Step 4：计算慈密及磁通

　　Step 5：优化PCB层叠结构

六、总结

• 利用漏磁做谐振电感，实际上也是在控制原副边的耦合系数k。
• 磁集成方案由于磁密比分立方案大，导致发热严重，不容易做到较大功率
• 由于互相耦合的影响，磁芯形状需要定制。
• 磁集成变压器变比不等于匝数比

七、参考资料

　　【1】谐振变换器设计与Fairchild产品介绍

　　【2】陈为.LLC电路磁元件分析及设计 PPT