2.可在上、下區(qū)域工作的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

步驟1. 選擇m 和 fr ，并計(jì)算Mfr

　　利用式2，諧振頻率fr 下的諧振增益Mfr 可由下式求得：

　　式3

　　上式中，m 和 fr 都由設(shè)計(jì)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?yàn)檫@時(shí)要在集成式變壓器中獲得高值 Lr 實(shí)際上是相當(dāng)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(shè)計(jì)實(shí)例]

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

　　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：

　　式4

　　這里，Mmin 和 Mmax 分別為最小和最大增益。Vvirtual 是對(duì)應(yīng)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(shè)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(shè)計(jì)出的LLC諧振轉(zhuǎn)換器就會(huì)工作在下諧振工作區(qū)域。

　　[設(shè)計(jì)實(shí)例]

　　假定Virtual 設(shè)為420 Vdc并考慮到余裕，Mmin 和 Mmax 可采用式4計(jì)算：

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

　　步驟3. 確定集成式變壓器的匝數(shù)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(shù)比可由下式求得：

　　這里，Vout 和 VF分別是次級(jí)端二極管的額定輸出電壓和正向電壓降。

　　如果需要調(diào)節(jié)匝數(shù)比n，可回到步驟2，增加或減小有效輸入電壓Vvirtual即可。

　　[設(shè)計(jì)實(shí)例]

　　在步驟2中，Vvirtual 已被設(shè)為420 Vdc。VF 取1Vdc，集成式變壓器的匝數(shù)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(jù)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(shù)就可利用下面的公式求出

　　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(jí)端電感。Rac 等于，其中考慮到了次級(jí)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(jí)端電感。Rac 等于，其中考慮到了次級(jí)端二極管的正向電壓降。

　　[設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的正確Q因子為0.35。

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

　　考慮到出廠電容的標(biāo)準(zhǔn)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(xù)的設(shè)計(jì)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LLC諧振參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟。不過(guò)，尚未提及選擇諧振參數(shù)之后的若干設(shè)計(jì)步驟，比如集成式變壓器的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)。