我們在設(shè)計(jì)LLC變換器的時(shí)候是不是會(huì)遇到， LLC 串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器 (LLC-SRC)的實(shí)際測試的開關(guān)頻率 (fsw ) 與在設(shè)計(jì)中的計(jì)算結(jié)果相差甚遠(yuǎn)？不巧，我也遇到了，那我們就一起分析一波！

圖1

為了理解這種差異的原因，讓我們從一個(gè)基本的隔離式 LLC-SRC 開始，如圖 1 所示。一個(gè)基本的隔離式 LLC-SRC 由一個(gè)半橋 (S 1 , S 2 )、一個(gè)諧振電容器 (C r )、一個(gè)諧振電感器 (L r ) 和一個(gè)理想變壓器（L m作為勵(lì)磁電感）。大多數(shù) AC/DC 電源設(shè)計(jì)人員使用正弦近似方法對這種基本的隔離式 LLC-SRC 進(jìn)行線性化，當(dāng) f sw接近較高的諧振頻率 (fr=1/(2π(LrCr) ^0.5 )，以獲得輸入到輸出電壓增益并預(yù)測不同條件下的開關(guān)頻率。

如果仔細(xì)檢查線性化過程的假設(shè)，您會(huì)注意到它假設(shè)了一個(gè)沒有漏感的理想變壓器。因此，考慮到實(shí)際變壓器中不可避免的漏電感，您的測量值和計(jì)算值之間會(huì)存在差異。當(dāng)使用單個(gè)集成變壓器（例如變壓器漏感）作為諧振電感器 L r 時(shí)，差異會(huì)顯著增加，因?yàn)樽儔浩鞯拇呕姼胁辉俦绕渎└写蠛芏?。要解決此問題，您需要使用如圖 2 所示的變壓器模型對變壓器進(jìn)行改造。

圖2

如果定義輸出繞組開路時(shí)變壓器的初級電感為L p，輸出繞組短路時(shí)變壓器的漏感為L lk，則可以表示L m , L r1 , L之間的關(guān)系p和 L lk為等式 。其中 kXFMR 是變壓器耦合系數(shù)。

通過使用圖 2 中的集成變壓器模型和上面的方程，您可以檢查計(jì)算和測量之間的差異。

在寬輸入范圍（100V AC至 132V AC）下運(yùn)行，包括一個(gè)集成變壓器。為了保持良好的輸出調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)中的 Lp /L lk (86.9µH/22.3µH = 3.9) 比低于常見的離線 LLC-SRC 設(shè)計(jì)。低 Lp /Llk比率使變壓器遠(yuǎn)非理想，因此，用于說明如果在帶有嚴(yán)重耦合變壓器的 LLC-SRC 上使用圖 1 中的模型。

圖3顯示了基于圖1的計(jì)算結(jié)果（假設(shè)Llk = Lr和Lm = Lp -Llk），以及圖2的模型和測量結(jié)果。

圖3

使用圖 1 中變壓器模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量值相差甚遠(yuǎn)。相反，通過使用圖 2 中的適當(dāng)變壓器模型，計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際開關(guān)頻率。

因此，下次開始 LLC-SRC 設(shè)計(jì)時(shí)，一旦決定將外部 L r與耦合良好的變壓器或單個(gè)集成變壓器一起使用，請務(wù)必使用正確的變壓器模型。