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LLC设计-张卫平

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电力电子工程师的掌上学习平台

LLC 谐振变换器的设计

北方工业大学

节½照明电源集成与制造北京市重点实验室主任

张卫平教授

电力电子工程师的掌上学习平台

目½

一、LLC谐振变换器的优点

二、LLC谐振变换器的基础知识

三、LLC谐振变换器功率级的设计

四、LLC谐振变换器的小信号模型

五、闭环LLC谐振变换器的静态分析

六、LLC谐振变换器反馈电路的设计

一、LLC谐振变换器的优点

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1.1 结构简单：

由变压器、Cr和整流电路组成；

1.2 效率高：

全负½½范围内MOSFET的ZVS和整

流器的ZCS，

高频化、½积小、功率密度高

1.3 效率曲线符合期望值

一、LLC谐振变换器的优点

1.4 输入电压变化范围½：

(0.8-1.4)Vnorm

电力电子工程师的掌上学习平台

1.5 便于磁集成

磁化电感+谐振电感+理想变压器

=高频变压器

二、LLC谐振变换器的基础知识

2.1 电路拓扑结构

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半桥开关½路：将直流电压变为方波电压

谐振½路：将方波电压½化为正弦电流

控制方式：频率控制输入阻抗和电流

隔离变压器：变压和隔离的½用

全波整流器：将交流电变换为直流电

½通滤波器：滤除纹波

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文档解析

本文是关于LLC（输入输出级谐振）谐振变换器设计的详细指南，由北方工业大学张卫平教授撰写。LLC谐振变换器以其结构简单、高效率、宽输入电压范围、易于磁集成等优点，在节能照明电源领域得到广泛应用。文中首先介绍了LLC谐振变换器的基础知识，包括电路拓扑结构、稳态基波分析法、直流增益特性和时域波形分析。随后，深入探讨了功率级设计的关键问题，如折衷处理、输入电压范围、空载运行、电压调整率、开关频率选择、匝比确定、Ln和Q值选择、谐振电容Cr的最小值、短路运行和ZVS（零电压开关）条件等。通过具体设计实例，如12V输出电压的ATX12计算机服务器电源，详细阐述了设计步骤和计算过程。此外，还分析了LLC谐振变换器的小信号模型和闭环稳态工作点，为读者提供了全面的理解和设计指导。最后，讨论了反馈电路设计，包括控制对象、最坏工况分析和电压控制器设计，确保变换器在不同工作条件下的稳定性和性能。

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