详细介绍:1、手把手教你入门设计半桥LLC开关电源设计,LLC谐振腔器件计算

设计计算流程

设计目标和条件

已知设计目标和条件如下

输入参数

项目
最小输入电压380V
额定输入电压400V
最大输入电压420V

输出参数

项目
最小输出电压23V
额定输出电压24V
最大输出电压27V
额定输出电流6.25A
最大输出电流@过流点8.2A

fr1谐振频率点设定

为了EMI的问题,工作频率设置为100KHz

求解基本量

由于LLC电路设计时需要确保整个平台工作在感性区,从而实现软开关。

变压器匝比n

根据变压器变比公式

n = V p V o = 1 2 V i n n o r V o n o r = 200 V 24 V = 8.33 n=\frac{Vp}{V_{o}}=\frac{\frac{1}{2}V_{innor}}{V_{onor}}=\frac{200V}{24V}=8.33n=VoVp=Vonor21Vinnor=24V200V=8.33

求解原边峰值电流Ipk

I p k = I s p k n = I o m a x × π 2 n = 1.55 A I_{pk}=\frac{I_{spk}}{n}=\frac{I_{omax}\times \pi}{2n}=1.55AIpk=nIspk=2nIomax×π=1.55A

输出等效电阻Ro换算

R o n o r = V o n o r I o m a x = 24 V 8.2 A = 2.82 Ω R_{onor}=\frac{V_{onor}}{I_{omax}}=\frac{24V}{8.2A}=2.82ΩRonor=IomaxVonor=8.2A24V=2.82Ω

当输出电压最小时,副边等效电阻最小
R o m i n = V o m i n I o m a x = 23 V 8.2 A = 2.80 Ω R_{omin}=\frac{V_{omin}}{I_{omax}}=\frac{23V}{8.2A}=2.80ΩRomin=IomaxVomin=8.2A23V=2.80Ω

原边等效电阻Rac换算

根据变比公式求原边最小阻抗

R a c m i n = n 2 × 8 × R o m i n π 2 = 8.3 3 2 × 8 × R o m i n π 2 = 157.6 Ω R_{acmin}=\frac{n^2 \times 8 \times R_{omin}}{\pi ^2}=\frac{8.33^2 \times 8 \times R_{omin}}{\pi^2}=157.6ΩRacmin=π2n2×8×Romin=π28.332×8×Romin=157.6Ω

计算最大增益Gmax和最小Gmax

当输出电压最大时,增益最小,输入电压最小时,增益最大故

G m i n = 2 × n × V o m i n V i n m a x = 2 × 8.33 × 23 V 420 V = 0.912 G_{min}=2\times n \times \frac{V_{omin}}{V_{inmax}}=2\times 8.33 \times \frac{23V}{420V}=0.912Gmin=2×n×VinmaxVomin=2×8.33×420V23V=0.912

G m a x = 2 × n × V o m a x V i n m i n = 2 × 8.33 × 27 V 380 V = 1.18 G_{max}=2\times n \times \frac{V_{omax}}{V_{inmin}}=2\times 8.33 \times \frac{27V}{380V}=1.18Gmax=2×n×VinminVomax=2×8.33×380V27V=1.18

设定K值

K值是励磁电感和谐振电感的比值,比值越大,代表fr2与fr1之间的范围越大,考虑到IC控制情况,不希望一个小的输出电压变化带来工作频率较大得变化。这里取6

计算最小工作频率

f m i n = f r 1 + k ( 1 − 1 G m a x 2 ) = 100 K H z 1 + 6 ( 1 − 1 1.1 8 2 ) = 60.96 K H z f_{min}=\frac{f_{r}}{\sqrt{1+k(1-\frac{1}{G_{max}^{2}})}}=\frac{100KHz}{\sqrt{1+6(1-\frac{1}{1.18^{2}})}}=60.96KHzfmin=1+k(1Gmax2

posted on 2025-10-20 20:52  ljbguanli  阅读(19)  评论(0)    收藏  举报