• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

关于LLC谐振半桥电路原理的分析以及设计时需要注意的问题

LLC是一种通过控制开关频率来来实现输出电压恒定的谐振电路!它的优点是:实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS),这样的话,它就可以实现高的效率.
以90W Adapter为例 Vo=18.8V Io=4.787A Vin_min=370V Vin_max=390V
其输出电压的公式:
    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs) Vin:输入电压,n:匝比
f:开关频率 fs:谐振频率 Im:主电感励磁电流  Im=nVo/Lm*T/4   T: 谐振周期    Cs:谐振电感 其证明略
从以上公式可以看出 无论是Vin或者LOAD发生了变化,通过调节开关频率能使输出电压稳定在定值.
因此我们在设计变压器的时候,首先要确定匝比,然后根据公式计算Lm ,Ls从而确定变压器!
接下来讨论开关频率fs和谐振频率fr是怎样影响电路工作状态的.
1)当fs=fr时:Vin=2*n*Vo 这是因为当fs=fr,此时相当于串联谐振
全部回复(63)
正序查看
倒序查看
LV.1
2
2007-09-13 08:07
顶起!接着讲啊.
0
回复
2007-09-13 08:57
樓主,好貼.繼續啊..
頂起...
0
回复
2007-09-13 10:46
加油,又有新血加入LLC行列,大家努力創造新局.......
0
回复
2007-09-13 14:48
接着昨天第一条,当fs>=fr时,此时电路相当于串联谐振,电路简化分析为输入电压为占空比为50%的矩形波,它的主电感不参与和Cr的谐振,因此其上的电压一直被钳位为nVo,分析一个阶段:当上管s1导通时,Lm上的电压为nVo,同时漏感Lk和Cr开始谐振,当上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值),于是谐振电流被强行归于Im.副边二极管被强行换流,变为另一个二极管电流开始导通,因此副边二极管不能实现zvs.
2)当 fm3)当fs<0.5fr时,电路工作于第三种状态,此时相当于在一个开关周期内实现了
0
回复
wpcxp109
LV.5
6
2007-09-13 16:27
@sunguoying
接着昨天第一条,当fs>=fr时,此时电路相当于串联谐振,电路简化分析为输入电压为占空比为50%的矩形波,它的主电感不参与和Cr的谐振,因此其上的电压一直被钳位为nVo,分析一个阶段:当上管s1导通时,Lm上的电压为nVo,同时漏感Lk和Cr开始谐振,当上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值),于是谐振电流被强行归于Im.副边二极管被强行换流,变为另一个二极管电流开始导通,因此副边二极管不能实现zvs.2)当fm
first design turen ratio  ,then decide primary turn
leakage inductance 主要靠測識
0
回复
2007-09-14 14:37
@wpcxp109
firstdesignturenratio  ,thendecideprimaryturnleakageinductance主要靠測識
樓主,能否上傳一個原理圖一起講解啊
學習中..
0
回复
2007-09-15 14:21
@sunguoying
接着昨天第一条,当fs>=fr时,此时电路相当于串联谐振,电路简化分析为输入电压为占空比为50%的矩形波,它的主电感不参与和Cr的谐振,因此其上的电压一直被钳位为nVo,分析一个阶段:当上管s1导通时,Lm上的电压为nVo,同时漏感Lk和Cr开始谐振,当上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值),于是谐振电流被强行归于Im.副边二极管被强行换流,变为另一个二极管电流开始导通,因此副边二极管不能实现zvs.2)当fm
好贴,支持!!
0
回复
2007-09-15 22:49
洗耳恭听
0
回复
lingzi
LV.3
10
2007-09-24 22:39
@xiao163yan
洗耳恭听
ding
0
回复
iouming
LV.2
11
2007-09-25 10:45
@sunguoying
接着昨天第一条,当fs>=fr时,此时电路相当于串联谐振,电路简化分析为输入电压为占空比为50%的矩形波,它的主电感不参与和Cr的谐振,因此其上的电压一直被钳位为nVo,分析一个阶段:当上管s1导通时,Lm上的电压为nVo,同时漏感Lk和Cr开始谐振,当上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值),于是谐振电流被强行归于Im.副边二极管被强行换流,变为另一个二极管电流开始导通,因此副边二极管不能实现zvs.2)当fm
好贴,先顶一下!
    楼主,请教:
        1."当fs>=fr时,上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值)",有没有具体的计算公式来说明一下为什么"谐振电流大于励磁电流"?
        2.谐振电流强归于励磁电流后,由大变小,但是其方向还是没有改变,此时为什么会有副边的输出电流换向?
     期待楼主指点!!!!!
0
回复
LV.1
12
2007-09-26 07:52
@iouming
好贴,先顶一下!    楼主,请教:        1."当fs>=fr时,上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值)",有没有具体的计算公式来说明一下为什么"谐振电流大于励磁电流"?        2.谐振电流强归于励磁电流后,由大变小,但是其方向还是没有改变,此时为什么会有副边的输出电流换向?    期待楼主指点!!!!!
重点是要搞清楚理想变压器与实际变压器的差异!激磁电感、激磁电流、变压器传输电流是怎么回事?
0
回复
iouming
LV.2
13
2007-09-26 09:28
@
重点是要搞清楚理想变压器与实际变压器的差异!激磁电感、激磁电流、变压器传输电流是怎么回事?
兄台能否指点一下,小弟在此谢过!!!
0
回复
LV.1
14
2007-09-26 11:58
@iouming
兄台能否指点一下,小弟在此谢过!!!
理想变压器,只有一个唯一参数:圈比.理想变压器由磁导率无穷大的磁材料做成,几乎不需要电流(或者说无穷小的电流)就可以激起强大的磁场;理想变压器不储能,能量可以瞬间完成转换;理想变压器是电流转换器.
  实际变压器,有激磁电感、漏感(其他参数暂不考虑).推演到极端的状态,如果漏感无穷小、激磁电感无穷大,那就是理想变压器.
  在LLC谐振变换器中,可将漏感Lr看作独立的电感,与理想变压器串联;也可将激磁电感Lm看独立的电感,与理想变压器并联.所以副边电流一定来源与理想变压器的电流变换,如谐振腔电流仅够流过Lm,就不会有电流流过理想变压器原边、就不会有副边电流.
0
回复
a_jian
LV.5
15
2007-09-26 12:21
@lingzi
ding
想请问楼主如何测试你的所说的两个谐振点,正常工作时测到的频率就是谐振频率吗?怎样判断你的工作频率就在两个频率点之间呢?还有Q值你一般设定在多少?
0
回复
wengmuzhi
LV.3
16
2007-09-26 16:35
好帖!
望樓主賜教:输出电压的公式:
    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)
如何推出?
0
回复
iouming
LV.2
17
2007-09-26 20:26
@
理想变压器,只有一个唯一参数:圈比.理想变压器由磁导率无穷大的磁材料做成,几乎不需要电流(或者说无穷小的电流)就可以激起强大的磁场;理想变压器不储能,能量可以瞬间完成转换;理想变压器是电流转换器.  实际变压器,有激磁电感、漏感(其他参数暂不考虑).推演到极端的状态,如果漏感无穷小、激磁电感无穷大,那就是理想变压器.  在LLC谐振变换器中,可将漏感Lr看作独立的电感,与理想变压器串联;也可将激磁电感Lm看独立的电感,与理想变压器并联.所以副边电流一定来源与理想变压器的电流变换,如谐振腔电流仅够流过Lm,就不会有电流流过理想变压器原边、就不会有副边电流.
大哥能针对我提的问题具体的分析一下吗?在此谢过!!!
0
回复
xiaodong
LV.9
18
2007-09-26 22:29
@wengmuzhi
好帖!望樓主賜教:输出电压的公式:    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)如何推出?
先UP 一下.
0
回复
LV.1
19
2007-09-27 08:12
@iouming
大哥能针对我提的问题具体的分析一下吗?在此谢过!!!
剩下的问题,杨波博士论文里面都写了!你自己想想看吧.
注意,要真正理解实际变压器和理想变压器区别.
0
回复
2007-09-27 13:31
请大侠继续!谢谢!!
0
回复
sunguoying
LV.4
21
2007-09-27 15:09
@iouming
好贴,先顶一下!    楼主,请教:        1."当fs>=fr时,上管关段,下管开通时,其谐振电流还是大于励磁电流Im(励磁电流在一个开关周期内上升到的最大值)",有没有具体的计算公式来说明一下为什么"谐振电流大于励磁电流"?        2.谐振电流强归于励磁电流后,由大变小,但是其方向还是没有改变,此时为什么会有副边的输出电流换向?    期待楼主指点!!!!!
关于你说的在fs>fr时,此时相当于串联谐振,在s1关断,s2开通时,为什么谐振电流被强归于励磁电流.因为当s1关断时,主电感Lm感应出反向电压-nVo,这个电压立即使副边正在导通的二极管截止而且电流在很短的时间内变为0.根据变压器原理,折射到原边的电流也被强归于零.于是变压器原边的电流被强归于了Im.
0
回复
iouming
LV.2
22
2007-09-27 20:37
@sunguoying
关于你说的在fs>fr时,此时相当于串联谐振,在s1关断,s2开通时,为什么谐振电流被强归于励磁电流.因为当s1关断时,主电感Lm感应出反向电压-nVo,这个电压立即使副边正在导通的二极管截止而且电流在很短的时间内变为0.根据变压器原理,折射到原边的电流也被强归于零.于是变压器原边的电流被强归于了Im.
懂了,谢谢楼主的指点啊,希望楼主继续将你的帖子写下去啊!!!!
0
回复
harbin
LV.4
23
2007-09-28 23:09
@zhuofengsong
请大侠继续!谢谢!!
请问LLC谐振半桥可不可以空载,或者说空载会不会有危险?
0
回复
2007-09-29 14:49
Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs) Vin
这个公式最初是台达的黄某某推出来的.
是近似公式,假设在副边二极管关断的时间里激磁电流是恒定不变的.实际上是变的,如果按两个谐振来推,方程解不出来.
这个公式的缺点是忽略了负载对电压的影响.可以看到这个公式里完全没有反应输出电流的值.
黄某某还推了频域出发的近似公式,可以反应电流.但是在开关频率离谐振频率比较远的时候就不准了.
我还没见过谁能推出LLC的严格的增益公式.
0
回复
armyliu
LV.5
25
2007-10-10 14:15
@砖块电源
Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)Vin这个公式最初是台达的黄某某推出来的.是近似公式,假设在副边二极管关断的时间里激磁电流是恒定不变的.实际上是变的,如果按两个谐振来推,方程解不出来.这个公式的缺点是忽略了负载对电压的影响.可以看到这个公式里完全没有反应输出电流的值.黄某某还推了频域出发的近似公式,可以反应电流.但是在开关频率离谐振频率比较远的时候就不准了.我还没见过谁能推出LLC的严格的增益公式.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191995995.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996000.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996006.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
NF=fs/fo
NL=Lm/Lr
Qs=sqrt(Lr/Cs)/R
第1张图中NL=4,Qs=0..10
第2张图是杨博士论文里的图片
这个公式只是根据数学模型得到的结果,与实际情况有差异,可以参考一下
0
回复
harbin
LV.4
26
2007-10-10 21:32
@armyliu
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191995995.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996000.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996006.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">NF=fs/foNL=Lm/LrQs=sqrt(Lr/Cs)/R第1张图中NL=4,Qs=0..10第2张图是杨博士论文里的图片这个公式只是根据数学模型得到的结果,与实际情况有差异,可以参考一下
我现在非常想做谐振半桥,但苦于没有资料,恳请哪位大侠能提供一份实际的电路图(IC公司的PDF就不用了),谢谢.另外谁有MC34067电路的波形图帮忙贴上.
0
回复
sunxj_007
LV.6
27
2007-10-11 12:04
@harbin
我现在非常想做谐振半桥,但苦于没有资料,恳请哪位大侠能提供一份实际的电路图(IC公司的PDF就不用了),谢谢.另外谁有MC34067电路的波形图帮忙贴上.
好贴,关注中.
0
回复
harbin
LV.4
28
2007-10-15 21:31
@sunxj_007
好贴,关注中.
顶,请继续...
0
回复
liu19730702
LV.4
29
2007-11-29 18:19
请问樓主,如果采用外置谐振电感,谐振电感的磁材料用什么材质合适?
0
回复
jim li
LV.8
30
2007-11-30 16:21
@liu19730702
请问樓主,如果采用外置谐振电感,谐振电感的磁材料用什么材质合适?
llc半桥中点杂散电容怎么确定?
0
回复
2007-11-30 16:30
好帖,支持!
0
回复