LLC变压器设计
LLC变换器中的变压器设计
LLC变换器中的变压器设计LLC变换器（LLC Converter）是一种用于高效电源转换的拓扑结构，具有高效能、高功率密度和高可靠性的特点。
其中，变压器设计是LLC变换器中非常重要的一环，对于整个系统的性能和效率具有至关重要的影响。
下面将详细介绍LLC变换器中的变压器设计。
一、变压器设计的基本原则1.设计目标：在LLC变换器中，变压器设计的目标是实现高效能的能量传输，同时满足负载要求。
2.降低电磁干扰：变压器设计要注意减少电磁干扰，包括噪声和震荡。
为此，采用合适的磁芯材料和布局设计是必要的。
3.保证热稳定性：变压器设计要考虑各部分的热稳定性，包括绕组和磁芯，并确保设计在正常工作条件下的温度不超过规定的限制。
4.合理选择线材和绝缘材料：选择合适的线材和绝缘材料以满足工作条件和功耗要求。
二、变压器设计的具体步骤1.确定参数：在开始设计之前，需要确定一些必要的参数，包括输入和输出电压，输出功率，工频和开关频率等。
2.计算变压器的变比：根据输入和输出电压，计算变压器的变比，变比决定了输出电压与输入电压的转换效率。
3.计算变压器的功率：根据输入功率和变比，计算变压器的功率，以确保变压器能够承担相应的功率。
4.计算主要参数：计算变压器的主要参数，包括绕组电阻、绕组电感、磁芯面积、绕组数目等。
5.选择合适的磁芯材料：根据计算的参数和要求，选择合适的磁芯材料，主要考虑磁导率、饱和磁感应强度和损耗等。
6.绕组设计：根据计算的参数和要求，设计变压器的绕组，包括匝数、线径、线材选择等。
7.模拟仿真和优化：使用电磁场仿真软件进行模拟仿真，验证设计参数和性能，例如磁场分布、磁芯损耗、电流分布等。
根据仿真结果进行优化。
8.电磁兼容（EMC）设计：考虑到LLC变换器中的电磁干扰问题，采取一些措施进行电磁兼容（EMC）设计，如地线和屏蔽设计，以减少外部电磁干扰或减少内部电磁干扰。
9.热稳定性设计：根据设计参数和需求进行热稳定性设计，包括散热设置和绝缘材料选择等。
LLC谐振变压器设计(实际产品经验)
LLC谐振变压器设计(实际产品经验) LLC谐振变压器输入电压(PFC输出电压(V400保持时间(mS17谐振频率f0(kHz300输出管压降(V0.7n(ST参数3.527fn.max(ST参数1.155 Qzvs.1(ST参数0.360Qzvs(ST参数,选择Q1和Q2最小值0.424fmin(ST参数(kHz179.变压器Ae值(mmλ(ST参数0.200输入功率(W208.25最低输入电压(V320.05最高输入电压(V420.00最小开关频率fmin(设定200LLC谐振回路参数Lm(uH178.0Ω158.20等效负载阻抗Rac(Npmin7.9Nsmin2.05nt(ST参数3.86Np实际估计取值7.7Ns实际取值2Np实际取值43Ns实际取值11N vcc实际取值3备注:ST方案的计算公式变压器设计(应用输出电压(V56输出电流(A3.57效率0.96输出功率(w199.92输入电容(uF123x(khz(st参数346.41czvs(st参数，寄生电容，pf350qzvs.2(st参数0.512死区时间(nS2700(st参数(67.08K(Lp与Lr的比值5谐振网络最小增益Mmin0.95谐振网络最大增益Mmax1.25匝数比N3.864匝数比N(实际取值3.9LLC等效谐振回路参数Cr(nF7.91辅助计算1.LLC等效谐振回路参数等效Lr(uH35..LLC等效谐振回路参数等效Lp_so(uHCr谐振电容最大电流(A1.262Cr谐振电容最大电压(V329.7Vvcc辅助绕组电压(V15.0Nvcc辅助绕组匝数(T0.5Vvcc辅助绕组实际电压(V15.01.0.2.0.1.0.。
LLC变压器设计公式
LLC变压器设计公式在LLC变压器设计中，需要考虑的主要因素有谐振频率、变压比、功率因数、效率等。
下面将介绍LLC变压器设计的一些基本公式和设计要点。
1.谐振频率（f）的计算公式：谐振频率是LLC变压器设计中的重要参数，它决定了变压器的性能。
谐振频率可以通过以下公式进行计算：f=1/(2*π*√(Lr*Cr))其中，Lr为谐振电感的值，Cr为谐振电容的值。
2.变压比（N）的计算公式：变压比是LLC变压器设计中的一个关键参数，它决定了输入和输出电压之间的比例关系。
变压比可以通过以下公式进行计算：N=√(Lp/Ls)其中，Lp为主变压器的电感，Ls为副变压器的电感。
3.功率因数（PF）的计算公式：功率因数是LLC变压器设计中需要考虑的另一个重要参数，它决定了变压器的功率转换效率。
功率因数通过以下公式计算：PF = (Pout / Vout) / (Pin / Vin)其中，Pout为输出功率，Vout为输出电压，Pin为输入功率，Vin为输入电压。
4.效率（η）的计算公式：效率是LLC变压器设计中的关键指标，它衡量了变压器的能量转换效率。
效率可以通过以下公式计算：η = Pout / Pin其中，Pout为输出功率，Pin为输入功率。
在进行LLC变压器的具体设计时，需要注意以下几个要点：1.确定输入和输出功率需求，根据功率需求选择合适的谐振电感和谐振电容。
2.确定输入和输出电压，在确定电压比例关系后，选择合适的主变压器和副变压器的电感。
3.选择合适的变压器芯片和控制电路，保证稳定的电能转换。
4.进行电磁兼容性（EMC）测试，确保变压器的正常运行和安全性。
总结：LLC变压器设计是一种高效、节能的变压器设计方法，它通过谐振电容和谐振电感实现高效的功率传输和电能转换。
设计LLC变压器时，需要考虑谐振频率、变压比、功率因数、效率等因素，使用相应的公式进行计算。
LLC变压器设计还需要注意选择合适的变压器芯片和控制电路，并进行EMC测试。
LLC变换器中的变压器设计
LLC变换器中的变压器设计LLC变换器是一种广泛应用于电源转换器和无线充电器等领域的拓扑结构，具有简单、高效和可靠等优点。
其中，变压器设计是LLC变换器设计中的重要一环。
本文将详细介绍LLC变换器中变压器的设计过程和关键考虑因素。
首先，根据系统的输入电压和输出电压确定变压器的变比。
变比的确定可以根据输入电压和输出电压之间的比值来选择。
例如，如果输入电压是48V，而输出电压是12V，那么变比为4:1其次，根据系统的功率需求确定变压器的额定功率。
额定功率是变压器在设计中需要满足的最低功率要求，同时也可以根据输出功率和转换效率来确定。
变压器的额定功率和变比可以决定变压器的电流和电压的大小。
然后，根据变压器的设计频率选择合适的磁芯材料。
磁芯材料的选择将直接影响到变压器的功率损耗和效率。
常见的磁芯材料有镍锌和钼锰等。
接下来，根据变压器的绕线方式确定绕线的匝数。
LLC变换器中的变压器通常由多个绕组组成，其中包括一个主绕组和一些辅助绕组。
主绕组用于耦合输入和输出端，而辅助绕组则用于降低主绕组中感应的泄漏磁通。
由于绕线方式将直接影响到变压器的工作效率和功率因数，因此需要仔细选择。
最后，根据设计需求选择合适的绝缘材料和绝缘结构。
在变压器设计中，需要将不同绕组之间以及绕组与芯片之间的绝缘进行良好的隔离，以确保系统的安全和可靠性。
总结来说，LLC变换器中变压器的设计是一个相对复杂且关键的过程。
在设计过程中，需要综合考虑输入电压、输出电压、功率需求、设计频率、磁芯材料、绕线方式以及绝缘材料等因素。
通过合理的设计和优化，可以实现LLC变换器的高效率和可靠性。
LLC谐振变压器设计(参考Fairchild原理)
LLC谐振腔之元项目符号单位输入额定电压(PFC级）V in-nor V400输入电压最小值V in-min V353.266859输入电压最大值V in-max V420 PFC 输出端的直流环节电容C DL uF150保持时间要求T HU ms17主要输出额定电压V o1V42主要输出电流额定值I o1A 3.5次要输出额定电压V o2V0次要输出电流额定值I o2A0 VCC电压V cc V18 VCC电流额定值I cc A0.03次级输出整流管的压降V F V0.9选择Q值Q0.44设定谐振频率f0kHz100预估效率η0.95设定K值K7额定输出功率Po W147.54计算最大输入功率P in-max W155.3052632最小电压增益G min 1.142857143最大电压增益G max 1.358746194计算变压器匝比（桥式整流）n b 5.479452055计算等效负载阻抗（桥式整流）R acbΩ290.9734213计算谐振电容（桥式整流）C rb nF12.43123115计算谐振电感（桥式整流）L rb uH203.76338计算变压器原边电感（桥式整流）L pb uH 869.3904214计算变压器匝比（中心抽头）n c 5.594405594计算等效负载阻抗（中心抽头）R acc Ω303.3101593计算谐振电容（中心抽头）C rc nF 11.92560733计算谐振电感（中心抽头）L rc uH 212.4025727计算变压器原边电感（中心抽头）L pcuH 906.2509767所选变压器磁芯的规格参数变压器磁芯的横截面积A e mm 2107设定磁通密度的最大摆幅ΔB 0.25正常转换比率M nor 0.105等效匝比аа 4.761904762最大转换比率M max 0.118890292计算最小输入电压和最大的负载时的最大Q值Q max10.428690884选择一合适的Q值Q s 0.385821795最小的归一化频率X min 0.659126378最小频率f s min KHz65.91263777计算变压器初级的最小匝数（桥式整流）N pb min Ts68.05950209计算变压器初级的最小匝数（中心抽头）N pc min Ts 69.48732382变压器原边砺磁电感（桥式整流）L mbuH 665.6270413变压器原边砺磁电感（中心抽头）L mcuH 693.848404计算谐振电容器均方根电流（桥式整流）I Crb RMS A 0.953738874正常工作中谐振电容的最大电压V crb maxV 382.6833557对于可组合线轴变压器，线圈数和绕线结构是决定Lr大小的主要因素，而可以轻松控制Lp然后，选择次级线圈数，保证初级线圈数大于变压器初级的最小匝数（即pb 或N pc =n b 或n c *N sb 或N sc ＞N pb m计算谐振电容器均方根电流（中心I Crc RMS A0.9341415抽头）正常工作中谐振电容的最大电压V crc max V386.3060835腔之元件设计公式公式V in-min=(V in-nor^2-2*P in-max*T HU*10^-3/(C DL*10^-6))^0.5V in-max=V in-nor*(1+5％)在最小输入电压V in-min下的最大电压增益G max的基础上考虑10％的余量（即1.1*M max),然后根据所选定的K值，从图12的峰值增益曲线上得到Q值对于低压输出应用场合，Eff 一般取0.88~0.92；对于高压输出应用场合，Eff 一般取0.92~0.96一般，K 取5~10P o=V o1*I o1+V o2*I o2+V cc*I ccP in-max=P o/ηG min=(K+1)/KG max=(V in-max/V in-min)*G min考虑10％的余量=1.494620813n b=(V in-max/(2*(V o1+2*V F)))*G minR acb=(8*n b^2/3.1415926^2)*V o1^2/P oCr=1*10^9/(2*3.1415926*Q*f0*10^3*R acb)L rb=1/((2*3.1415926*f0)^2*C rb*10^-9)Lp=((K+1)^2/(2*K+1))*L rbn c=(V in-max/(2*(V o1+V F)))*G min (注：n c是相对于次级带中心抽头的整个绕组来说的）R acc=(8*n c^2/3.1415926^2)*V o1^2/PoCr=1*10^9/(2*3.1415926*Q*f0*10^3*R acc)L rc=1/((2*3.1415926*f0)^2*C rc*10^-9)Lp=((K+1)^2/(2*K+2))*LrcEER3541查表ΔB可以取0.25~0.3TM nor=V o1/V in-norа=1/(2*M nor)M max=V o1/V in-minQ max1=(1/K)*(1/(2*а*M max))*(((2*а*M max)^2/((2*a*M max)^2-1))+K)^0.5Q s=0.9*Q max1X min=(1/(1+K*(1-1/(2*a*M max)^(1+(Q s/Q max1)^4))))^0.5f s min=f0*XminN p min=n b*(V o1+2*V F)/(2*f s min*10^3*ΔB*A e)N p min=n c*(V o1+2*V F)/(2*f s min*10^3*ΔB*Ae)数（即N pb或N pc=n b或n c*N sb或N sc＞N pb min或N pc min）素，而变压器磁芯的气隙长度不会影响Lr 太多。
LLC变压器设计与计算
LLC变压器设计与计算
LLC变压器的设计原理是基于LLC谐振拓扑电路。
LLC谐振拓扑电路包括一个LLC谐振电容、一个LLC谐振电感和一个LLC谐振谐振电缆。
LLC谐振电容和LLC谐振电感之间通过LLC谐振电缆连接。
在工作时，LLC变压器的谐振频率通过LLC谐振电容和LLC谐振电感决定。
首先，选择LLC谐振电容。
选择LLC谐振电容的主要目标是使得谐振频率在设计要求范围内，并且损耗小。
LLC谐振电容的选择可以根据谐振频率的公式和电容的漏损电感来计算得到。
其次，选择LLC谐振电感。
选择LLC谐振电感的主要目标是使得谐振频率在设计范围内，并且磁化电流小。
LLC谐振电感的选择可以根据谐振频率的公式和磁化电感的计算公式来计算得到。
最后，选择LLC谐振谐振电缆。
选择LLC谐振谐振电缆的主要目标是使得电缆的电流容量、电压容量和损耗满足设计要求。
LLC谐振谐振电缆的选择可以根据电流、电压和电缆特性来计算得到。
需要注意的是，在LLC变压器的设计和计算过程中，还需要考虑到功率传输效率、热管理、尺寸和重量等因素。
这些因素在设计和计算过程中需要综合考虑，以使得LLC变压器满足设计要求。
总之，LLC变压器的设计和计算是一个综合考虑电气性能、功率传输效率和其他因素的过程。
通过合理的设计和计算，可以实现高效率的LLC 变压器的设计。
浅谈LLC变压器设计经历
浅谈LLC变压器设计经历LLC变压器是一种新型的高效能电力变压器，其设计经历拥有一系列独特的特点和挑战。
在设计LLC变压器时，我们需要考虑多方面的因素，包括电力传输效率、功率密度、可靠性以及成本等。
首先，在LLC变压器的设计过程中，电力传输效率是一个非常重要的考虑因素。
相较于传统的变压器，LLC变压器使用了新型的谐振拓扑结构，可以实现更高的传输效率。
这主要是因为LLC变压器减少了传统变压器中的能量损失，例如铁心中的涡流损耗和电阻导致的铜损耗。
设计师需要考虑到电桥开关和谐振电感之间的匹配，以保证最佳的传输效率。
其次，功率密度也是LLC变压器设计中需要考虑的一个重要因素。
功率密度可以简单地理解为单位体积或单位重量上能够传输的功率。
对于LLC变压器，设计师需要根据设备的尺寸和重量限制，在保证传输效率的前提下，尽可能提高功率密度。
这意味着设计师需要选择高效能的材料和组件，如高速开关器件和高密度铁芯，以确保变压器在有限的空间内能够传输更大的功率。
同时，可靠性也是设计LLC变压器时需要重视的一个方面。
可靠性主要包括变压器的寿命和故障率。
在设计过程中，设计师需要合理地选择材料和组件，以确保变压器具有足够的寿命，并且能够在长时间的运行中保持稳定的性能。
此外，设计师还需要考虑到可能出现的故障情况，例如短路和过载等，设计相应的保护措施来保证变压器的安全运行。
最后，成本也是设计LLC变压器时需要考虑的一个重要因素。
虽然LLC变压器具有更高的传输效率和功率密度，但其制造成本也会相对较高。
因此，在设计过程中，设计师需要在满足性能要求的前提下，尽量降低成本，以提高产品的竞争力。
这可能包括选择成本较低的材料和组件，优化设计结构以减少生产工艺难度等。
总的来说，LLC变压器设计经历具有多方面的特点和挑战。
在设计过程中，设计师需要综合考虑电力传输效率、功率密度、可靠性和成本等因素，以确保最终产品具有高效能和可靠性的特点。
随着技术的不断发展，LLC变压器的设计也将不断优化和改进，以满足未来的能源需求。
LLC变压器设计步骤与说明
LLC变压器设计步骤与说明1.设计目标确定：首先，需要确定LLC变压器的设计目标。
这包括输出电压、输出功率、输入电压范围、工作频率、效率要求等。
根据这些参数来确定变压器的额定参数，例如变压器的变比、铁芯截面积等。
2.计算输出电流：输出电流是设计变压器时必须要考虑的重要参数。
通过计算输出功率与输出电压的比值来确定输出电流的大小。
输出电流的大小决定了变压器铜线的横截面积，从而影响变压器的尺寸和成本。
3.计算变压器的变比：变压器的变比是通过计算输入电压和输出电压的比值来确定的。
变比决定了输入输出电压的转换关系，同时也影响了变压器的尺寸和效率。
通常情况下，变比会根据输出电压和输入电压的比值进行微调，以达到最佳的效率和性能。
4.计算铁芯的尺寸：铁芯是变压器的核心组成部分，其尺寸直接影响变压器的功率密度和效率。
通过计算输入功率和截面积的比值来确定铁芯的尺寸。
通常情况下，铁芯的截面积会根据变压器的功率需求进行微调，以达到最佳的性能和成本效益。
5.计算铜线的尺寸：铜线是负责输送电流的组成部分，其横截面积直接影响变压器的损耗和效率。
通过计算输出功率和输出电流的比值来确定铜线的尺寸。
为了减小导线的损耗和温升，通常会通过并联或者提高线材导电性来减小电流密度。
6.选用合适的电容器和电感器：7.优化设计参数：通过计算和模拟分析来优化LLC变压器的设计参数，包括变比、铁芯尺寸、铜线尺寸、电感器和电容器的参数等。
通过不断的调整和优化，达到最佳的效率和性能。
8.制造和组装：根据最终的设计参数，制造和组装LLC变压器，包括绕线、堆叠、连接等。
在制造和组装过程中，需要严格遵守相关的安全规范和标准，确保变压器的可靠性和安全性。
9.测试和调试：完成制造和组装后，进行测试和调试。
通过测量和分析输出电压波形、输入功率、温升等参数，验证变压器的性能和功耗是否满足设计要求。
在测试和调试过程中，需要采用合适的测试设备和方法，并根据发现的问题进行相应的修正和改进。
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LLC变压器设计
分类：技术
现在照明电源用LLC的方案很多，往往在设计LLC集成变压器的时候不是很好调到需要的漏电感量。
最近帮客户做了几款LLC集成变压器，就漏电感量和电感量的调节谈谈自己的看法。
首先，LLC的励磁电感量一般是漏电感量的3到7倍，通常要求漏感值较大。
因此在选择变压器骨架的时候一般是选两槽或以上的，这样可以减少耦合度。
同时另一个好处是绝缘比较好处理。
通常此类变压器都有绝缘隔离要求，两槽以上的骨架的安规距离好处理。
笔者做的一款变压器用的是3个槽的，初级分布在两个小槽内，通过调整不同的不同槽的圈数可以微调漏电感。
其次，从漏感的原理看，圈数越多漏感越大，漏感一般与圈数平方成正比。
如果没好方法空间又允许的话就调圈数来达到要求。
励磁电感是可通过调气息来调整的，比较好实现。
再次，可选磁路较长的骨架来做。
笔者试过一个，漏感量能达到电感量一般以上（磁芯无气息）。
这是由于该骨架绕线槽很宽，绕线槽的高度很小，绕完线后初次级靠近的面很小，因而漏感很大。
最后，圈数和结构定了，线径也会影响漏感，为什么呢？线径粗点，绕组占的空间越多，初次级的相对位置越多，漏感越小。