LLC变压器计算程式

LLC谐振开关电源设计程序制作：宁浩云（电源方案网R&D交流群八373228133）一、确定电源输入参数二、确定电源输出参数1、额定直流输入电压(V)1、输出电压(V)输出电流(A)过载保护倍率≔DCnom390≔Vout54≔Iout4.7≔Ocp1.32、所选输入滤波电容容值(uF)2、所选输出二极管压降(V)≔Cin150≔Vd0.7≔Vo_pk=⋅Vout0.010.543、预估转换效率3、输出额定功率(W)≔η0.95≔Po=⋅VoutIout254三、确定已知参数1、谐振频率(kHz)2、设定电感比3、预估MOSCoss+Cby电容值(pF)4、最小死区时间(uS)5、电压保持时间(mS)≔fr100≔k5≔Cs200≔Td0.35≔Th⋅1810−3三、计算过程1、额定输入功率(W)≔Pin=――Poη2672、输入最高直流电压(V)≔DCmax=+DCnom53953、输入最低直流电压(V)≔DCmin=‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾−DCnom2――――2PoTh⋅Cin10−63024、计算fo处增益≔Gnom=‾‾‾‾‾――k−k11.125、计算匝比≔n=⋅⋅―――――DCnom2((+VoutVd))Gnom0.953.796、计算等效匝比≔ne=―――nGnom3.47、计算最大增益≔Gmax=⋅⋅2n――――((+VoutVd))DCmin1.378、计算最小增益≔Gmin=⋅⋅2n――――((+VoutVd))DCmax1.059、预估最大峰值增益≔Gpk=⋅Gmax1.151.5810、计算等效交流输入电阻≔Rac=⋅――8ne22――VoutIout106.81选择最大品质因数LLC谐振开关电源设计程序制作：宁浩云（电源方案网R&D交流群八373228133）11、选择最大品质因数Qmax≔M⎛⎝,,fsQk⎞⎠―――――――――――――――――⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2‾‾‾‾‾‾‾⋅k((−k1))‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾+⎛⎜⎝−⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2k1⎞⎟⎠2⋅⋅⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2⎛⎜⎝−⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠21⎞⎟⎠2((−k1))2((Q))21.21.31.41.51.61.71.81.911.1240506070809010011012013020301401.3721.5781.1181.049114.17770.818fsM⎛⎝,,fs0.451k⎞⎠12、由图中选择Qmax值13、由图中选择最大开关频率值14、由图中选择最小开关频率值≔Q0.451≔fmax115≔fmin7015、计算谐振电容16、实际选择的谐振电容≔Cr=⋅―――――1⋅⋅⋅⋅2frRacQ10633.0417、计算谐振电感量≔Lr=―――――⋅1109⋅Cr⎛⎝⋅⋅2fr⎞⎠27718、计算变压器初级电感量≔Lp=⋅Lrk38319、计算谐振电流≔Icr=⋅―1η‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾+⎛⎜⎝―――⋅Iout⋅⋅2n‾‾2⎞⎟⎠2⎛⎜⎝――――――――――⋅n((+VoutVd))⋅⋅⋅⋅4‾‾2fmink((−LpLr))10−3⎞⎟⎠21.520、计算谐振电流峰值≔Icr_pk=⋅⋅Icr‾‾2Ocp2.75计算谐振电容耐压LLC谐振开关电源设计程序制作：宁浩云（电源方案网R&D交流群八373228133）21、计算谐振电容耐压≔Vcr=+―――DCmax2――――――――Icr_pk⋅⋅⋅⋅⋅2fmin103Cr10−9386.66≔ZVS2=――――――――⋅⎛⎜⎝――fminfr⎞⎟⎠2⎛⎜⎝−―――1Gmax21⎞⎟⎠−⎛⎜⎝――fminfr⎞⎟⎠210.4522、计算满足ZVS的最低条件23、计算满足ZVS条件的Im值,Im必须大于Ip,否则重设CH,Cr,K值等,ZVS2要大于ZVS1≔ZVS1=⋅⋅⋅2Cs10−9――――――DCmax2⋅⋅⋅Td10−3Pin0.2124、计算MOS耐压及电流(A)≔IMOS=⋅4Icr_pk10.99≔VMOS=⋅1.3DCmax513.525、计算输出二极管电流和耐压26、计算输出电容的纹波电流27、计算输出电容ESR≔ID=⋅―――⋅Iout42.59.23≔VD=⋅⋅2((+VoutVd))1.3142.22≔ESR=―――Vo_pk⋅Iout―20.07≔ICout=⋅‾‾‾‾‾‾―――−288Iout2.2728、计算主变压器参数a、确定磁芯参数最大磁通100℃最大剩磁通100℃截面积(mm2)电流密度(A/M)≔Bs0.33≔Br0.09≔Ae110≔J5≔ΔB=⋅((−BsBr))0.860.21b、计算初级/次级匝数c、计算初级线径≔Awb=―――⋅1.3IcrJ0.3887≔Np=⋅―――――――――⋅n((+VoutVd))⋅⋅⋅⋅4‾‾‾‾‾――k−k1fminΔBAe10329.14≔D0.1≔Acu=⋅⋅⎛⎜⎝―D2⎞⎟⎠210−2⋅7.8510−5≔Sn=――――⋅Awb10−2Acu49.49≔Ns=――Npn7.7取整d、计算次级线径≔Ns8≔Awb=―――ID3J0.6152≔Np2=⋅Nsn30.29取整≔D0.1≔Np30≔Acu=⋅⋅⎛⎜⎝―D2⎞⎟⎠210−2⋅7.8510−5≔Sn=――――⋅Awb10−2Acu78.33验证LLC谐振开关电源设计程序制作：宁浩云（电源方案网R&D交流群八373228133）22、验证取整≔Lp400≔Lr80≔k=――LpLr5≔n=――NpNs3.754、计算匝比4、计算等效匝比5、计算最大增益≔ne=―――nGnom3.4≔Gmax=⋅⋅2n――――((+VoutVd))DCmin1.366、计算最小增益≔Gmin=⋅⋅2n――――((+VoutVd))DCmax1.048、预估最大峰值增益≔Gpk=⋅Gmax1.151.567、计算等效交流输入电阻≔Rac=⋅――8ne22――VoutIout104.7711、验证工作频率范围≔M⎛⎝,,fsQk⎞⎠―――――――――――――――――⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2‾‾‾‾‾‾‾⋅k((−k1))‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾+⎛⎜⎝−⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2k1⎞⎟⎠2⋅⋅⋅⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠2⎛⎜⎝−⎛⎜⎝―fsfr⎞⎟⎠21⎞⎟⎠2((−k1))2((Q))21.21.31.41.51.61.71.81.911.1240506070809010011012013020301401.3591.5621.1181.039117.26471.847fsM⎛⎝,,fsQk⎞⎠LLC谐振开关电源设计程序制作：宁浩云（电源方案网R&D交流群八373228133）