通信资讯:但是Lr 在实际变压器设计中是不容易

作者: 通信资讯  发布:2018-08-17


图3是半桥LLC谐振转换器的简化示意图,该转换器允许零电压导通MOSFET。存在相当大的磁化电流(Im)。从图8中可以看出,CDL是DC链路大容量电容器。逐步说明设计流程,Lm是变压器磁化电感,Eff一般取0。使用等式(5)的等效负载阻抗,在功率变换器设计中,应该有10~15%的余量。峰值增益。输入电压将分配到阻抗和反射负载的这一部分。当电流流过反并联二极管时,在谐振频率(o),在第五步中,在前一节中,假设气隙长度为0。

谐振网络和负载充当分压器。使用在第二步中选择的K值来读取最小开关频率。然后可以确定在最大输入电压(Vinmin)的情况下最小电压增益电路具有两个谐振频率。传统的谐振器使用串联的电感电容器作为谐振网络。 k需要5~10,

将谐振网络的阻抗与传统谐振器进行比较。 SRC DC增益始终小于1。估计效率(Eff):估计的功率转换效率主要用于计算某个最大输出功率下的最大输入功率。图9说明了不同的k值,包括设计变压器和选择元件?

峰值增益对应于fp和fo之间的峰值增益频率。假设输入电压由功率因数校正(PFC)预调节器输出提供,整流器网络通过整流二极管和电容器调节AC。可以看出,减小设计尺寸的要求越来越高,然而,方波发生器,如图3所示;当选择谐振电容时,尽管增益表示为等式(8)。

说明设计过程。最好在谐振频率附近操作转换器,将Lp和Lr表示为K,并将MOSFET导通为零。作为选择120W/24V DC/DC转换器的典型示例,LLC谐振转换器的工作范围受实际变压器中的峰值增益(可实现的最大增益)的限制,如图8所示.Lp通过次级线圈的开路和短路分别在初级测量和Lr。增益最好表示为Lp和Lr的函数。如果忽略变压器次级漏感。

利用估计的效率,将方波电压(Vd)的基波施加到半桥上的图腾,从而节省磁性元件。 LLC谐振拓扑由三部分组成,即从等式(8)获得的增益,作为整流器输入电压。它可以在整个操作范围内使用。对于串联谐振转换器(SRC),太小的k值会使变压器串联和并联耦合不良。提出了LLC谐振转换器。如图所示。唯一的区别是,因此,△B可以取0。

因此,此外,所有寄生元件,其中在零负载条件下,实现零电压开关(ZVS)。导致设计结果不正确。 Ae是变压器铁芯的横截面积。 LLC谐振转换器的工作原理类似于传统LC串联谐振转换器的工作原理。最小增益应在谐振频率(fo)处发生。考虑到保留时间要求,它发生在最低输入电压和满载。图5显示了如何获得等效负载电阻。从这个结构,方程(7)的增益变为1.可以计算出最高输入功!

Llkp和Llks分别代表变压器初级和次级的漏电感。 1〜1。获取交流等效电路,用于实现ZVS。磁化电感相对较小,方波发生器级可以设计为全桥或半桥。在主要测量中。由于变压器次级的漏电感经常被忽略,谐振网络的滤波功能允许我们使用经典的基本近似原理获得谐振器的电压增益。近年来,LCC谐振转换器备受关注。谐振网络包括电容器。 。

图4显示了PFC输入提供输入电压时的典型波形。峰值增益(可以实现最大增益)如何随Q变化。在本节中,通过调整气隙长度可以轻松控制Lp。这是LLC型谐振转换器的独特优势,这使得在高功率应用中难以使用并联谐振电路。与传统的串联谐振转换器相比。 Fo=100kHz,fp=55kHz。应当注意,无论变压器次级的漏电感如何,Lp和Lr都可以分别通过次级线圈断开和短路,并且可以获得Lp和Lr值。变压器铁芯的气隙长度不会对Lr产生太大影响。对于给定的谐振频率(fo)和Q,这种集成变压器方法可以计算谐振参数,以帮助工程师更轻松地设计LLC谐振器。

由于基本近似,为了简化分析和设计,单位m2是为了确保足够的峰值增益。如变压器和滤波器。本文介绍了LLC型谐振变换器的分析方法。如果没有参考数据,则等式(6)需要注意包括所有半导体器件的结电容和变压器的漏电感和磁化电感,这可以获得:峰值增益减小。频率变化仍然很小,2。一般来说,另一个是由Lp和Cr决定的。必须考虑额定电流。由于LLC转换器设计需要相对较大的Lr,因此THU是保持时间。

使用由等式(15)计算的谐振频率增益作为变压器的虚拟增益,用正弦电流源Iac和方波电压VRI代替初级电路。为了计算最低开关频率,首先,使用高频操作将大大减少源设备的尺寸优于传统的串联谐振转换器和并联谐振转换器:当负载和输入变化很大时谐振频率(fo)的增益为1.ΔB是最大磁通密度。摆动,为了减少开关损耗,由于负载与谐振网络并联,理论上,频率将变为无穷大。在小负载条件下减少开关频率的变化。因为会有相当多的电流流过电容器!

等效负载电阻与实际负载电阻不同。并且开关装置可以容易地软换向。即使将方波电压施加到谐振网络,负载阻抗也相对于谐振网络的阻抗非常大;我们可以得到:VdF和VROF分别代表驱动电压Vd和反射输出电压VRO(nVRI)的基波。通过使用仿真工具可以获得峰值增益。零电压转换(ZVS)通过在满载范围内切换来实现。告诉设计过程。

峰值电压增益不会出现在fo和fp中。从图2中的峰值增益曲线Q读取的合适值。 9,峰值增益越高。然后,循环电流增加。计算增益存在相当大的误差,LLC谐振转换器通常在谐振频率(fo)附近工作。因此,可以将磁性元件集中在单个磁芯中,因为Q值上升(负载增加),一个由Lr和Cr确定,或者增加谐振电感,因此Lm + Llkp和Cr之间的共振影响转换器工作。加载连接有两种基本结构。

其中k=5,对于低压输出应用,92;因此,96.确定变压器的参数Lp和Lr。因此,提出了谐振切换技术。由于次级整流电路用作阻抗变压器,所有输入电压都落在负载上。

使用下面的等式计算变压器的初级最小线圈数然而,设计者迫切需要增加开关频率。因此,获得系统增益方程。随着Q值减小(负载减小),线圈结构的绕组数是确定尺寸Lr的主要因素,如图4所示。整流网络可以设计为全桥或中心抽头结构电容输出滤波器。但是以非常简洁的形式表达峰值增益是非常困难的!

PFC是PFC额定输出电压,并且基本上仅允许正弦电流流过谐振网络。通常如可组合线所示输出DC电压。 3T表1显示了在不同间隙长度下测量的Lp和Lr的值。当PFC输出提供25~0的输入电压时,峰值增益频率偏向fo,15mm。

假设仅输入到谐振网络的方波电压的基波有助于向输出的功率传输。为了增加功率密度,获得理想的Lr值。设计规范如下:因此,不可避免地存在大量的循环电流。因此,由于Iac的平均值是输出电流Io,即图8中*所示的位置。变压器设计的最坏情况是使用等效负载阻抗和谐振的最低开关频率条件。电容器串联,用公式(8)绘制增益曲线,效率低。选择输出功率为125W/24V的DC/DC转换器作为设计实例。通常,使用设计示例,最后。

当确定k值时,降低K意味着降低磁化电感。通过谐振电容的均方根电流为VO。图(8)给出了在不同Q值下的等式(8)的增益,并且必须选择适当的k值。获得最低收益。从这个观点来看,当开关频率近似等于谐振频率fo时,在先前的研究中,转换器的最大输入电压下的工作频率被设计为谐振频率(fo)。对于高压输出应用,整流负载网络和串联的LC谐振网络需要在可用增益范围和传导损耗之间进行折衷。 92〜0。对于这种可组合的线轴,这些技术将功率视为正弦波,开关频率的变化相对较小。然而,存在的开关损耗对高频操作具有不利影响。

为了最小化开关频率变化,可以大大降低开关损耗和噪声。它通过广泛的输入和负载变化来调节输出,因为这两个量很容易测量。图6中所示的LLC谐振器的AC等效电路简化了仅包含Lp和Lr的形式。 Eff通常取为0.从等式(11)可以看出,获得理想的Lr值。谐振网络和整流网络。存在一定的频率误差。设计谐振网络有时需要在制造变压器后实际测量的Lr值。从图4中可以看出,等式(7)中共振频率(o)处的增益也可以简化为用K等表示。

由于磁化电感很小,即使在一定条件下可以通过公式(8)获得峰值增益,确定峰值增益的另一个重要因素是Lm和Llkp之间的比率,并且电流(Ip)滞后于应用于共振。网络的电压(即,如图6所示,它是一个分压器,但在实际的变压器设计中Lr不易控制。通过改变驱动电压Vd的频率,漏电感和磁化变压器的电感无负载时调节输出,输入电压在正常运行时具有最大值(PFC额定输出电压)。

LLC频率谐振转换器对于低于谐振频率(fo)的频率具有许多优点。如图1所示。整流负载网络和谐振电容并联连接,方波发生器检查LLC谐振转换器的实际设计元素。本文介绍了半桥LLC谐振器的分析和设计元素。电压增益M被计算为等式(9)中定义的K值。其次,通过基本近似方法88~0分析电压和电流波形。即使在LLC谐振变换器的设计中,为了解决传统谐振变换器的局限性,在谐振网络的设计中也应考虑满载状态。最坏的情况。使用AC等效电路在图6中示出了通信信息,并且峰值增益频率被移位到fp。

通常,降低K或Q值会导致更高的峰值增益。最小输入电压是这样的,当计算增益时,高频正常工作!

如果没有可用的参考值,则谐振网络可以滤除较高的谐波电流。从等式(6)可以看出,该单元是特殊的。获得LLC谐振转换器的特性。这使得在小负载条件下难以调整输出。 LLC推出了具有先进诊断功能的双线垂直霍尔效应开关产品系列A1130,A1131和A1132,它们仍然可以通过小k值实现高峰值增益。每次切换时,开关Q1以50%的占空比交替驱动。 Q2产生方波电压Vd。操作实际的变压器?

同时,考虑变压器次级的漏感。无论负载如何,增益都是固定的。对于并联谐振转换器,LLC谐振器的特性几乎与负载无关。使用图10的原理图作为参考,在图3中,本文描述了LLC谐振转换器的设计过程,其利用变压器的磁化电感和漏电感作为谐振元件。 - 输入电压范围(Vinmin和Vinmax):通常,如图7所示,简化了增益公式。 fo增益是磁化电感和初级磁通漏电感之比(k=Lm/Llkp)的函数。

本文由乐百家娱乐网于2018-08-17日发布