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淺談LLC變壓器設(shè)計(jì)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-19     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):76
核心提示:

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。

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