談起LLC諧振變換器首次接觸是因為畢業設計,時隔將近一年,重拾起這片記憶,是因為找工作面試可能需要。業界都說LLC諧振理論比較復雜,很難掌握這些理論知識。其實不然,LLC本質無非是根據輸入電壓和輸出負載變化,通過改變工作頻率fs,從而調節輸入阻抗Zin,實現輸出電壓Vo穩定。在畢設期間雖然調試出一個模塊,對其推導過程大致了解,基本都是按照現成的計算公式來計算參數。最近有幾天空余時間,對LLC變換器拓撲結構的增益公式,輸入阻抗公式及諧振參數計算進行了詳細的學習和推導,為了鞏固知識在這里做一下近期學習知識進行整理。
直流增益公式推導
直流LLC諧振電源,其實也相當于buck-boost電源。要想弄明白和推導理論公式,首先溫習一下傅里葉級數和RLC串聯諧振知識。 傅里葉級數怎么推導的呢?詳細的推導過程學習課件我已上傳至論壇,大家可以去論壇自行下載學習。這里直接入手LLC變換器理論推導,本文主要談談不對稱半橋結構,次級輸出采用全波整流。LLC其實也是DC-DC變換器,輸出側電壓為方波,電流為正弦波。設計時根據客戶需求計算出額定負載時直流電阻Ro,再用基波分析法計算出次級交流輸出電阻,然后換算至變壓器初級得出等效模型,先推導直流增益和阻性曲線方程。
輸入阻抗公式推導
上述已經詳細推導了諧振腔的直流增益方程,為研究輸入阻抗和直流增益之間的聯系,下面對輸入阻抗方程進行推導,用MathCAD畫出阻抗曲線,與直流增益曲線對照研究LLC諧振拓撲結構。根據輸入阻抗公式,當虛部為零時呈阻性,化簡出Q表達式,將Q表達式帶入直流增益方程,可在直流增益圖中畫出阻性曲線。
諧振參數計算方法
下面介紹一下參數的計算方法。該計算是本人前段時間整理總結,如有錯誤地方歡迎大家提出指正。LLC諧振參數是變換器設計的關鍵,計算方法不止一種,由于每個人的理解和計算思路不同可能稍有區別。如想要完全吃透必須對照各時段工作波形和理論公式對比分析,就必須親手推導諧振電感、諧振電容、勵磁電感、器件振電壓、諧振電流等變量計算公式。
推導過程及參數計算書PDF
PDF資料快來點我:“不對稱半橋LLC增益推導及參數計算”。