淺談LLC變壓器設(shè)計(jì)

適用于LLC變壓器，其特征在于，包括：第一MOS開(kāi)關(guān)管、第二MOS開(kāi)關(guān)管、第一電容、電感和至少兩個(gè)變壓器；所述變壓器的原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)；所述第一MOS開(kāi)關(guān)管與第二MOS開(kāi)關(guān)管串聯(lián)后其中點(diǎn)依次通過(guò)第一電容和電感與變壓器原邊串聯(lián)后的一端相連，變壓器原邊串聯(lián)后的另一端接地；所述變壓器副邊并聯(lián)后接整流濾波電路。

變壓器的飽和問(wèn)題：

我的變壓器設(shè)計(jì)的工作磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)特點(diǎn)就是Q值問(wèn)題，在這里Q值是大于1的，因而就會(huì)有實(shí)際加在變壓器上的電壓要比輸入電壓高的問(wèn)題，因而在設(shè)計(jì)變壓器的時(shí)候就必須考慮到這一點(diǎn)，否則變壓器就不是工作在你設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度上。

由于輸入電壓高的時(shí)候，開(kāi)關(guān)頻率也比較高，諧振回路的增益也比較低，飽和的問(wèn)題不大；但當(dāng)輸入是低壓的時(shí)候，開(kāi)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(wèn)題。考慮到漏感的影響，保守的做法還得乘上耦合系數(shù)的倒數(shù)。

線(xiàn)徑的選擇問(wèn)題：

為什么老化的時(shí)候測(cè)到的繞組溫度很高？

LLC變壓器工作在高頻模式下，交變磁場(chǎng)下的導(dǎo)體除了我們所熟知的趨附效應(yīng)（Skin effect）外，還會(huì)反生一個(gè)接近效應(yīng)（Proximity effect）。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(gè)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(xì)的線(xiàn)徑和更多的股數(shù)來(lái)解決問(wèn)題。

變壓器原副邊匝數(shù)問(wèn)題：

繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線(xiàn)或漆包圓線(xiàn)繞成變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說(shuō)明其基本工作原理：當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓ú1時(shí)，流過(guò)電流í1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通？1，這些磁通稱(chēng)為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢(shì)é1，é2，感應(yīng)電勢(shì)公式為：E=4.44fN？m

式中：E——感應(yīng)電勢(shì)有效值

f——頻率

N——匝數(shù)

m——主磁通最大值

由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應(yīng)電勢(shì)E1和E2大小也不同，當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。

當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí)，一次側(cè)僅流過(guò)主磁通的電流（í0），這個(gè)電流稱(chēng)為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過(guò)負(fù)載電流í2時(shí)，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時(shí)，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過(guò)兩部分電流，一部分為激磁電流í0，一部分為用來(lái)平衡í2，所以這部分電流隨著í2變化而變化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時(shí)，就是磁勢(shì)。

這個(gè)問(wèn)題牽扯的原因很多，不太好分析。但我觀察很多設(shè)計(jì)過(guò)程中，大家都是先設(shè)計(jì)好原邊的匝數(shù)后，根據(jù)變比來(lái)計(jì)算付邊匝數(shù)。這樣一來(lái)會(huì)有個(gè)問(wèn)題，就是計(jì)算出來(lái)的付邊匝數(shù)大都不是整數(shù)，大家都喜歡四舍五入來(lái)取整，這樣就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題。由于付邊的匝數(shù)很少，四舍五入引起的誤差比率就會(huì)很大。在這里，我們可以根據(jù)計(jì)算出來(lái)的付邊匝數(shù)選擇一個(gè)合適的整數(shù)，通過(guò)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(lái)的誤差就相對(duì)較小。

空載電壓的問(wèn)題：

為什么我的輕載電壓或空載電壓偏高很多？

這個(gè)問(wèn)題的因素也比較多。我們可以通過(guò)付邊每繞一層后加繞一層膠帶來(lái)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(lái)抑制這種寄生振蕩。