谈起LLC谐振变换器首次接触是因为毕业设计,时隔将近一年,重拾起这片记忆,是因为找工作面试可能需要。业界都说LLC谐振理论比较复杂,很难掌握这些理论知识。其实不然,LLC本质无非是根据输入电压和输出负载变化,通过改变工作频率fs,从而调节输入阻抗Zin,实现输出电压Vo稳定。在毕设期间虽然调试出一个模块,对其推导过程大致了解,基本都是按照现成的计算公式来计算参数。最近有几天空余时间,对LLC变换器拓扑结构的增益公式,输入阻抗公式及谐振参数计算进行了详细的学习和推导,为了巩固知识在这里做一下近期学习知识进行整理。
直流增益公式推导
直流LLC谐振电源,其实也相当于buck-boost电源。要想弄明白和推导理论公式,首先温习一下傅里叶级数和RLC串联谐振知识。 傅里叶级数怎么推导的呢?详细的推导过程学习课件我已上传至论坛,大家可以去论坛自行下载学习。这里直接入手LLC变换器理论推导,本文主要谈谈不对称半桥结构,次级输出采用全波整流。LLC其实也是DC-DC变换器,输出侧电压为方波,电流为正弦波。设计时根据客户需求计算出额定负载时直流电阻Ro,再用基波分析法计算出次级交流输出电阻,然后换算至变压器初级得出等效模型,先推导直流增益和阻性曲线方程。
输入阻抗公式推导
上述已经详细推导了谐振腔的直流增益方程,为研究输入阻抗和直流增益之间的联系,下面对输入阻抗方程进行推导,用MathCAD画出阻抗曲线,与直流增益曲线对照研究LLC谐振拓扑结构。根据输入阻抗公式,当虚部为零时呈阻性,化简出Q表达式,将Q表达式带入直流增益方程,可在直流增益图中画出阻性曲线。
谐振参数计算方法
下面介绍一下参数的计算方法。该计算是本人前段时间整理总结,如有错误地方欢迎大家提出指正。LLC谐振参数是变换器设计的关键,计算方法不止一种,由于每个人的理解和计算思路不同可能稍有区别。如想要完全吃透必须对照各时段工作波形和理论公式对比分析,就必须亲手推导谐振电感、谐振电容、励磁电感、器件振电压、谐振电流等变量计算公式。
推导过程及参数计算书PDF
PDF资料快来点我:“不对称半桥LLC增益推导及参数计算”。