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LLC工作頻率變化范圍的理論推導與實際驗證

各位前輩，小弟學習LLC有一段時間，最近做一個LLC恒流驅動變換器，供LED照明使用。詳細的設計參數如下：Vin=400V,  Vo_full=83V, Io_full=0.7A,   Vo_min=70V,   諧振頻率設定在100kHz，滿載時對應輸出電壓83V，電流0.7A,工作在諧振點附近，此時取諧振腔參數如下：Cr=15n， Lr=164uH， Lm= 960uH。變壓器匝比n=2.4。

然后進行增益曲線繪制（論壇里郭老師提到的常用FHA分析法）不同Q值下增益曲線貼圖如下：

QQ截圖20151020204808

按照設定的參數，Q值大概等于0.192這條曲線。增益1對應滿載83V，當輸出77V時，增益大致下降到0.93左右。我將上圖放大如下，對應圖中藍色曲線交點A，頻率變化1.3倍左右，即130kHz左右。但我實際實驗時，調到77.5V頻率就從100k升到230k,進入打嗝模式。這點不明白頻率為何會變化這么快，和理論偏差太大！用的L6599控制器，希望論壇里各位前輩有空幫忙分析下原因，認真求導，不勝感激！

QQ截圖2

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2015-10-21 13:31
已經被添加到社區經典圖庫嘍
http://www.daogou-taobao.cn/bbs/classic/
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lantu288
LV.2
3
2015-10-21 16:22
只能自己幫忙頂下自己了，感覺現在LLC已經沒那么熱了，做多人不是很多，還是技術很成熟，少有人交流了。后期找到原因，再做具體分析。
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lantu288
LV.2
4
2015-11-10 15:33
@lantu288
只能自己幫忙頂下自己了，感覺現在LLC已經沒那么熱了，做多人不是很多，還是技術很成熟，少有人交流了。后期找到原因，再做具體分析。
過了將近一個月，中間做了其他事情。也不斷查找問題原因，最終得以解決。主要原因在分布電容，這是必須要考慮的。今后各位如果遇到類似問題，可能也是忽略了分布電容的影響。希望對您有用。也歡迎交流。。
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2015-11-10 19:40
@lantu288
過了將近一個月，中間做了其他事情。也不斷查找問題原因，最終得以解決。主要原因在分布電容，這是必須要考慮的。今后各位如果遇到類似問題，可能也是忽略了分布電容的影響。希望對您有用。也歡迎交流。。

能否分享下經驗，順便總結成帖子。

順便問下，分布電容是指的變壓器里面的還是指了其他元器件的寄生參數？

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dengyuan
LV.8
6
2015-11-11 10:49
對于輸出電壓變化比較寬的設計，建議主電感跟漏感的比值為3.這樣諧振的頻率變化范圍就沒有那么寬了。頻率變化范圍不超過3.
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ruohan
LV.9
7
2015-11-11 13:16
@lantu288
過了將近一個月，中間做了其他事情。也不斷查找問題原因，最終得以解決。主要原因在分布電容，這是必須要考慮的。今后各位如果遇到類似問題，可能也是忽略了分布電容的影響。希望對您有用。也歡迎交流。。

分布電容的容量太小了，，，就是他影響的，也不會造成這么大的偏差，，

肯定是有其他的問題，，，77.5V輸出的時候230K的頻率，你開關管亥能做到ZVS嗎，，，

我認為不是分布電容引起的，，

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lantu288
LV.2
8
2015-11-23 11:08
@417zhouge
能否分享下經驗，順便總結成帖子。順便問下，分布電容是指的變壓器里面的還是指了其他元器件的寄生參數？
不好意思，因為之前發現很少有人回帖，所以沒有及時進來答復。有一篇文章可以幫助大家很好理解，也是我查找原因找到的。大家可以看下。LLC諧振變換器輕載下的電壓-俞珊.pdf
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lantu288
LV.2
9
2015-11-23 11:12
@ruohan
分布電容的容量太小了，，，就是他影響的，也不會造成這么大的偏差，，肯定是有其他的問題，，，77.5V輸出的時候230K的頻率，你開關管亥能做到ZVS嗎，，，我認為不是分布電容引起的，，
這個我也進行了仿真，你可以在仿真中原邊加一幾百P等效分布電容，效果還是很明顯的。主要的原因就在變壓器的分布電容上，用集成繞制的變壓器，分布電容小的多，實驗效果也好不少。
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lantu288
LV.2
10
2015-11-23 11:14
@dengyuan
對于輸出電壓變化比較寬的設計，建議主電感跟漏感的比值為3.這樣諧振的頻率變化范圍就沒有那么寬了。頻率變化范圍不超過3.
電感比改小，肯定有助于減小頻率變化，但這樣效率至少要減少一個點左右。
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ruohan
LV.9
11
2015-11-23 15:00
@lantu288
這個我也進行了仿真，你可以在仿真中原邊加一幾百P等效分布電容，效果還是很明顯的。主要的原因就在變壓器的分布電容上，用集成繞制的變壓器，分布電容小的多，實驗效果也好不少。

77.5V輸出的時候230K的頻率

這個時候的你是在滿載情況下測試的嗎，，，

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2015-11-23 22:40
@lantu288
電感比改小，肯定有助于減小頻率變化，但這樣效率至少要減少一個點左右。
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。
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ruohan
LV.9
13
2015-11-24 13:42
@peterchen0721
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。

你是說要按照最小輸出電壓來設計匝比，Vo_min=70V，輸出電壓提高后，讓其工作在左邊，，，，這樣頻率變化范圍就小，是吧，，

 

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2015-11-24 14:41
@lantu288
電感比改小，肯定有助于減小頻率變化，但這樣效率至少要減少一個點左右。
現在怎么樣了？~
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lantu288
LV.2
15
2015-11-24 20:33
@ruohan
77.5V輸出的時候230K的頻率這個時候的你是在滿載情況下測試的嗎，，，
對的，從滿載時，調節恒流基準，最初的設計：滿載對應1.3A，83V，工作在諧振點100K，調到0.7A幾乎進入burst。
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lantu288
LV.2
16
2015-11-24 20:36
@peterchen0721
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。
你說的我理解，但設計前提是保證滿載點效率最大。實現寬范圍輸出確實有很多方法改進，如改進匝比，減小電感比值等常用方法。
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lantu288
LV.2
17
2015-11-24 20:38
@ruohan
你是說要按照最小輸出電壓來設計匝比，Vo_min=70V，輸出電壓提高后，讓其工作在左邊，，，，這樣頻率變化范圍就小，是吧，， 
對，可能我之前忘了申明一點把，滿載效率最高作為前提，不知道有沒有嘗試過呢。
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lantu288
LV.2
18
2015-11-24 20:42
@電源網-娜娜姐
現在怎么樣了？~
相同匝比，以及電感比值下，諧振電容及諧振點都一樣，分布式設計與磁集成設計分別能調到0.7A與0.3A，還在繼續改進，希望可以調到更小，而不進入BURST模式。
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123
LV.2
19
2016-01-13 14:36
@lantu288
不好意思，因為之前發現很少有人回帖，所以沒有及時進來答復。有一篇文章可以幫助大家很好理解，也是我查找原因找到的。大家可以看下。LLC諧振變換器輕載下的電壓-俞珊.pdf
藍藍藍
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qiang7260
LV.5
20
2016-01-13 17:35
@lantu288
相同匝比，以及電感比值下，諧振電容及諧振點都一樣，分布式設計與磁集成設計分別能調到0.7A與0.3A，還在繼續改進，希望可以調到更小，而不進入BURST模式。

剛開始學MathCAD.樓主的圖做的漂亮，能講一講怎樣輸入的嗎？

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ruohan
LV.9
21
2016-01-18 09:56
@lantu288
相同匝比，以及電感比值下，諧振電容及諧振點都一樣，分布式設計與磁集成設計分別能調到0.7A與0.3A，還在繼續改進，希望可以調到更小，而不進入BURST模式。

你這個頻率跑偏是不是分布電容造成的呢，，，

現在有結果來嗎

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shijieleo
LV.1
22
2016-02-04 16:32
過來學習！！
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2016-02-06 11:26
看看
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2016-02-06 11:56
@dengyuan
對于輸出電壓變化比較寬的設計，建議主電感跟漏感的比值為3.這樣諧振的頻率變化范圍就沒有那么寬了。頻率變化范圍不超過3.
恰恰相反，應該增加K值。這樣可以減少分布參數對LLC增益曲線的影響
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wuqishengli
LV.3
25
2016-02-22 10:15
kan kan
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906378602
LV.4
26
2016-02-23 09:31
學習了
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linnil173
LV.3
27
2016-02-24 09:54
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2016-02-24 10:25
應當和L6599的反饋參數有關
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布朵拉
LV.1
29
2016-02-24 11:33

我也來學習一下呢！

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huhan0609
LV.5
30
2016-02-24 15:50
看看
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hunyuanqi
LV.3
31
2016-02-24 16:22
最后的結果如何？
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