LLC拓撲的諧振式變換器有著零電壓開關、器件的電壓應力低等特點,,非常適合在一些高效大功率電源的應用上。近來隨著LLC諧振式電源的廣泛應用,,越來越多的人問到我關于LLC變壓器的設計問題,,我在這里例舉了幾個有代表性的問題,供大家在設計的時候做參考,。
- 變壓器的飽和問題:
我的變壓器設計的工作磁感應強度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計的磁感應強度上。
由于輸入電壓高的時候,,開關頻率也比較高,,諧振回路的增益也比較低,飽和的問題不大;但當輸入是低壓的時候,,開關頻率比較低,,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,,交變磁場下的導體除了我們所熟知的趨附效應(Skin effect)外,還會反生一個接近效應(Proximity effect),。趨附效應是導體本身磁場對自己的影響,,而接近效應是相鄰導體產(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。但我觀察很多設計過程中,,大家都是先設計好原邊的匝數(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,。其中之一是當付邊的繞組的匝數(shù)或層數(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,導致輸出電壓比設計的要高許多,。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,。
今天就講這么多了,,謝謝大家。