A Mathematical Guideline for Designing an AC-DC LLC Converter with PFC

A  Mathematical  Guideline  for  Designing  an  AC-DC  LLC  Converter  with  PFC

Although  LLC  topology  has  been  applied  to  AC-DC  power  supplies  as  a  Power  Factor  Correction  (PFC)  converter  in  the  literature,  there  is  no  publications  present  intuitive  equations  that  simplify  LLC  designing  in  order  to  meet  the  PFC  gain  requirements.  In  this  paper,  a  mathematical  design  guideline  is  derived  for  LLC  PFC  converter  applications,  proving  that  by  carefully  designing  the  resonant  tank  gain  at  parallel  resonant  frequency  at  the  peak  AC  voltage  higher  than  1,  its  gain  will  meet  the  PFC  requirement  for  other  AC  voltages  and  result  in  a  successful  single-stage  PFC  design  with  power  factor  over  0.99.  The  guideline  is  extended  to  offline  wide  input  and  output  voltage  LLC  PFC  applications.  A  240-Watt  prototype  of  a  single-stage  LLC  LED  driver  with  PFC  has  been  built  to  verify  the  feasibility  of  the  proposed  design  guideline.

使用PFC设计AC-DC  LLC转换器的数学准则

尽管在文献中LLC拓扑已作为功率因数校正（PFC）转换器应用于AC-DC电源，但是没有出版物提供直观的方程式来简化LLC设计以满足PFC增益要求。  本文针对LLC  PFC转换器应用推导了数学设计指南，证明了通过精心设计并联谐振频率下峰值交流电压高于1时的谐振回路增益，其增益将满足其他交流电压的PFC要求。  从而成功完成了功率因数超过0.99的单级PFC设计。  该指南扩展到离线宽输入和输出电压LLC  PFC应用。  已构建具有PFC的单级LLC  LED驱动器的240瓦原型，以验证所提出设计指南的可行性。