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          LLC變壓器設(shè)計點滴

          作者: 時間:2011-09-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          拓撲的諧振式變換器有著零電壓開關(guān)、器件的電壓應(yīng)力低等特點,非常適合在一些高效大功率電源的應(yīng)用上。近來隨著諧振式電源的廣泛應(yīng)用,越來越多的人問到我關(guān)于的設(shè)計問題,我在這里例舉了幾個有代表性的問題,供大家在設(shè)計的時候做參考。

          - 的飽和問題:
          我的設(shè)計的工作磁感應(yīng)強度Bm并不高,為什么我的LLC變壓器磁芯溫度很高?
          由于LLC變壓器工作在LC諧振狀態(tài),LC諧振回路有個特點就是Q值問題,在這里Q值是大于1的,因而就會有實際加在變壓器上的電壓要比輸入電壓高的問題,因而在設(shè)計變壓器的時候就必須考慮到這一點,否則變壓器就不是工作在你設(shè)計的磁感應(yīng)強度上。
          由于輸入電壓高的時候,開關(guān)頻率也比較高,諧振回路的增益也比較低,飽和的問題不大;但當(dāng)輸入是低壓的時候,開關(guān)頻率比較低,LLC諧振回路的增益較大,因而比較容易發(fā)生變壓器飽和的問題。因而在計算變壓器需要的最小匝數(shù)時,就必須乘上一個你設(shè)計的增益系數(shù)??紤]到漏感的影響,保守的做法還得乘上耦合系數(shù)的倒數(shù)。

          - 線徑的選擇問題:
          為什么老化的時候測到的繞組溫度很高?
          LLC變壓器工作在高頻模式下,交變磁場下的導(dǎo)體除了我們所熟知的趨附效應(yīng)(Skin effect)外,還會反生一個接近效應(yīng)(Proximity effect)。趨附效應(yīng)是導(dǎo)體本身磁場對自己的影響,而接近效應(yīng)是相鄰導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場對它的影響。和反激的變壓器不同,LLC的變壓器原邊的繞組都繞在一邊,電流都是同一個方向,隨著繞組層數(shù)的增加,接近效應(yīng)就愈發(fā)明顯,因而我們就需要選用更細的線徑和更多的股數(shù)來解決問題。

          - 變壓器原副邊匝數(shù)問題:
          為什么實際的工作頻率和我設(shè)計的工作頻率點偏離很多?
          這個問題牽扯的原因很多,不太好分析。但我觀察很多設(shè)計過程中,大家都是先設(shè)計好原邊的匝數(shù)后,根據(jù)變比來計算付邊匝數(shù)。這樣一來會有個問題,就是計算出來的付邊匝數(shù)大都不是整數(shù),大家都喜歡四舍五入來取整,這樣就帶來一個問題。由于付邊的匝數(shù)很少,四舍五入引起的誤差比率就會很大。在這里,我們可以根據(jù)計算出來的付邊匝數(shù)選擇一個合適的整數(shù),通過變比反推原邊的匝數(shù),然后取整。由于原邊的匝數(shù)較多,取整帶來的誤差就相對較小。

          - 空載電壓的問題:
          為什么我的輕載電壓或空載電壓偏高很多?
          這個問題的因素也比較多。其中之一是當(dāng)付邊的繞組的匝數(shù)或?qū)訑?shù)較多的時候,層間或匝間寄生電容和付邊的漏感發(fā)生一個寄生的振蕩,輕載的時候,這個振鈴的幅度會達到很高,導(dǎo)致輸出電壓比設(shè)計的要高許多。我們可以通過付邊每繞一層后加繞一層膠帶來減低寄生電容,正向的和反向的繞組不采用通常的并繞方式,而采用分層的繞法來抑制這種寄生振蕩。



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