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分步解析,半桥 LLC 谐振转换器的设计要点

2023-6-12 14:04| 发布者: 闪电| 查看: 22| 评论: 0

摘要: 在众多谐振转换器中,LLC 谐振转换器有着高功率密度应用中最常用的拓扑结构。之前我们介绍过采用 NCP4390 的半桥 LLC 谐振转换器的设计注意事项,其中包括有关 LLC 谐振转换器工作原理的说明、变压器和谐振网络的设 ...



设计示例

变压器选用 SRV5018 磁芯 (Ae = 189.2 mm2)。Bmax选择 0.1T,以减少变压器的磁芯损耗。变压器的最小初级侧匝数为



标称输入电压下,可以得到变压器绕组的 RMS 电流为

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[步骤−7] 选择谐振电容

图 19 显示了不同工作条件下的初级侧电流(谐振电容电流)波形。在选择谐振电容时,应考虑到额定电流,因为会有大量电流流过电容器。在标称输入电压下通过谐振电容的 RMS 电流已在公式 (23) 中获得。


标称输入电压和标称负载条件下的最大谐振电容电压由下式给出:




请注意,对于全桥 LLC 的情况,应删除公式 (25) − (27) 中的 VIN / 2 项。

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设计示例

在步骤−6 中,谐振电容的 RMS 电流计算如下:

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[步骤−8] 整流器网络设计

当变压器次级侧使用中心抽头绕组时,二极管电压应力是输出电压的两倍。

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设计示例

整流二极管的电压应力和电流应力为:

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[步骤−9] 电流检测电路配置


NCP4390 将检测瞬时开关电流和开关电流的积分,如图 20 所示。由于 NCP4390 位于次级侧,因此要使用电流互感器检测初级侧电流。当 PROUT1 为低电平时,内部复位开关会将 ICS−引脚电压箝位在 0 V。反之,当 PROUT1 为高电平时,ICS 引脚未箝位,积分电容 (CICS) 由流经 RICS 电阻器的电流进行充电和放电。


NCP4390 的应用电路使用 RC 滤波器进行准积分。为了获得准确的积分,电流检测电阻器和电流互感器匝数比的设计应确保 VSENSE 的振幅在大多数时间都高于 VICS。图 23 显示了准积分电路的误差在 PROUT1 (VCM) 的下降沿如何随 VICS 峰值电压与 VSENSE之间的比率而变化。比率越小,积分就越精确。


当 VICS 峰值电压与 VCM之间的比率小于 0.5 时,可获得具有可接受误差(约 10%)的准积分。由于正常工作时 VICS 峰值电压低于 1.2V,因此我们应选择 RCS1 和 RCS2,从而使 VCM 高于 2.4V。






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