大功率谐振式开关电源主回路的设计
LLC谐振电源多路输出反馈电路的控制设计
0 引言现代的电子产品需要多路输出，如自动控制仪表、电视机顶盒、LED 电视都需要多路的电源输出，本文就多路电压输出的负载要求各路电压都得到稳压做出了阐述了。
1 工作原理1.1 工作原理多路输出是以开关电源总功率不变为前提，改善负载调整率，减小电磁干扰，实现多路稳压对称输出，电路图如图1所示，有三路电源输出，分别是V_A_OUT、V_A_OUT、V_A_OUT 分别输出5V/2A、15V/3A、24V/1A，A 路输出功率为10W，B 路输出为45W，C 路输出为24W，三路总输出功率为79W。
如果只是反馈其中一路输出，那么这路输出的电压非常稳定，不随输入电压、输出电流、输出的负载变化而变化，但是其他两路的的电压波动很大，输出负载变化或者输入电压变化或者其他路输出的功率发生变化都会引起电压的变化，当只反馈第一路而第二第三路不做反馈时，某一路的输出电流Io1连同输出电压Vo1调好了，等到调节第二路和第三路输出电流时7，第三路输出的电压Vo2、Vo3也会发生改变，非常麻烦更不要说四路五路输出了。
1.2 稳定原理为了三路输出稳定，相互影响小，就分别引出三路反馈信号；如图2所示，三路输出的电流虽然各不图1 工作原理电路图出电流也不同，TL431是精密基准源，反馈的原理是当TL431精密基准源第一脚Vref 脚的电压大于2.5V 时，TL431的A、K 两个脚导通，可以流过电流，而TL431的A、K 脚与光电耦合器PC817连接，光电耦合器PC817是线性光耦，PC817一边发光另外一边就会接收到光信号，光耦的接收端电阻Rce 就会发生改变，电阻Rce 与电阻R1组成串联后再与电阻R4组成并联，Rce 电阻是一个可变的电阻，最终并联后的总电阻R 就在3.6K-7.2K 之间变化。
FSFR2100的频率就在48K-135K 之间变化，FSFR2100输出变频的电压，LLC 谐振电源是励磁电感和漏感组成串联分压，就好比一个固定电阻和一个可调电阻进行分压，当哪一路输出电压发生改变时，此路反馈电路也会发生改变，由于各路取样权重不一样，其中一路输出电压发生变化时，对其他几路的输出影响很小，当各路负载发生改变的时候，不会互相影响，输出电压在一定范围内不会发生改变，达到多路电压稳定输出。
准谐振开关电源的设计
准谐振开关电源的设计1.引言准谐振开关电源是一种采用谐振电路来驱动开关管的电源设计。
通过控制开关管的导通时间和关断时间，实现谐振振荡，从而提供稳定的输出电压。
准谐振开关电源具有高效率、高稳定性、小体积等优点，在各种应用中得到广泛应用。
2.设计原理3.主要电路设计a.输入滤波电路输入滤波电路主要用于抑制电源噪声和滤波杂波，确保输入电源的稳定性。
一般采用电容器和电感器的组合来实现。
b.整流电路整流电路用于将交流电源转换为脉冲直流电压。
常用的整流电路包括单相全波整流电路和三相桥式整流电路。
c.谐振电路谐振电路是准谐振开关电源的核心部分，通过合理的选择谐振频率和谐振元件的参数来实现输出电压的稳定调节。
谐振电路常采用LC谐振电路，谐振元件主要由电感器和电容器组成。
d.输出滤波电路输出滤波电路主要用于去除输出电压中的纹波和杂波，确保输出电压的稳定性。
一般采用电容器和电感器的组合来实现。
4.设计要点a.合理选择谐振频率和谐振元件的参数，确保谐振电路的稳定性和输出电压的精度。
b.控制开关管的导通时间和关断时间，确保开关管工作在合适的状态，减小功耗和热损耗。
c.使用高效率的开关管和电源管理芯片，提高整体电源的转换效率。
d.使用合适的散热装置和温度感知器，确保电源的散热性能和稳定性。
e.遵循安全设计原则，采取必要的保护措施，确保电源的可靠性和使用者的安全。
5.结论准谐振开关电源是一种高效、稳定的电源设计，能够提供稳定的直流电压输出。
设计时需要合理选择谐振频率和谐振元件的参数，并控制开关管的导通时间和关断时间。
此外，合理选择开关管和电源管理芯片，使用合适的散热装置和温度感知器，严格遵循安全设计原则也是必要的。
准谐振开关电源的设计需要综合考虑电路原理、元器件选择、热设计和安全设计等因素，才能获得稳定、可靠的电源设计。
谐振开关电源原理
谐振开关电源原理
谐振开关电源是一种常用于电子设备的电源供应方案。
它的工作原理基于电感和电容的谐振作用。
该电源旨在提供稳定、高效率、高功率的输出，同时提供过载保护和过电压保护等功能。
谐振开关电源的基本构造包括电感、电容、开关管和控制电路等元件。
其中，电感和电容串联构成谐振回路，而开关管则用于控制输出电流的开关状态。
控制电路则负责检测输出电压和电流，并相应地控制开关管的导通和截止。
在正常工作状态下，控制电路会周期性地控制开关管的导通和截止，使得谐振回路中的电感和电容交换能量。
当开关管导通时，电感储存电能，而电容释放能量给负载。
当开关管截止时，电感释放储存的能量给负载，同时电容吸收外部能量。
谐振开关电源具有以下几个特点：
1. 高转换效率：由于谐振回路的特性，能量的交换效率较高，减少了能量的损耗。
2. 大功率输出：谐振开关电源能够提供较高的电流输出，适用于大功率设备的供电需求。
3. 稳定输出：控制电路能够精确地监测和调整输出电压和电流，实现稳定的供电。
4. 过载保护和过电压保护：谐振开关电源通常具有过载保护和
过电压保护功能，能够在负载过大或电压异常时自动切断输出，保护设备安全。
总结起来，谐振开关电源通过电感和电容的谐振作用，实现高效、稳定、大功率的输出。
它在电子设备中被广泛应用，为各种设备提供高效可靠的电源供应。
LLC谐振电路设计说明
LLC谐振电路设计说明一、基本原理在LLC谐振电路中，电感L和电容C组成一个LC并联谐振回路，而互感M则将LC回路与输出端的变压器耦合。
当开关管(S)打开，电源通过互感M向LC回路充电，此时电流呈指数增长，储存能量。
当开关管(S)关闭时，LC回路开始放电，将能量传递给输出端。
通过合理选择谐振频率，可以实现零电流切换，提高电路的效率。
二、设计流程1.确定输入和输出电压：根据具体应用需求，确定输入和输出电压的大小和波形。
2.选择谐振频率：谐振频率的选择应根据输入和输出电压的大小、电感L和电容C的数值以及互感M的耦合系数进行计算。
通常，谐振频率的选择应该在开关频率的3倍以上，以确保电路的谐振稳定。
3.电感和电容的选择：电感L的大小应根据输入电压、输出电压和互感M的耦合系数计算得出，而电容C的大小则需要根据谐振频率和电感L的数值计算得出。
4.互感系数的选择：互感M的耦合系数一般选择在0.990~0.999之间，以实现合理的功率传输。
5.开关管的选择：开关管的选择应考虑到电路的功率和效率要求，以及开关频率和电流承载能力。
6.控制电路的设计：LLC谐振电路需要合适的控制电路来实现开关管的控制与保护，防止开关管的热损坏和电路的过电流。
7.电磁干扰(EMI)的抑制：由于LLC谐振电路需要高频开关操作，产生的电磁干扰需要进行有效的抑制，以符合相关的EMI标准要求。
三、关键参数选择1.输入电压和电流：根据应用需求确定输入电压和电流的大小，并考虑电源的功率因数校正要求。
2.输出电压和电流：根据应用需求确定输出电压和电流的大小，并考虑负载的需求和变化范围。
3.谐振频率：根据输入和输出电压、电感L和电容C的数值以及互感M的耦合系数选择谐振频率。
4.电感和电容：根据输入电压、输出电压、互感M的耦合系数和谐振频率选择合适的电感和电容数值。
5.互感系数：根据电路的设计要求和互感器的特性选择合适的互感系数。
6.开关管：根据电路的功率和效率要求、开关频率和电流承载能力选择合适的开关管。
llc谐振半桥电路分析及设计
LLC谐振半桥电路分析与设计一、简介在传统的开关电源中，通常采用磁性元件实现滤波，能量储存和传输。
开关器件的工作频率越高，磁性元件的尺寸就可以越小，电源装置的小型化、轻量化和低成本化就越容易实现。
但是，开关频率提高会相应的提升开关器件的开关损耗，因此软开关技术应运而生。
要实现理想的软开关，最好的情况是使开关在电压和电流同时为零时关断和开通(ZVS，ZCS)，这样损耗才会真正为零。
要实现这个目标，必须采用谐振技术。
二、LLC串联谐振电路根据电路原理，电感电容串联或并联可以构成谐振电路，使得在电源为直流电源时，电路中得电流按照正弦规律变化。
由于电流或电压按正弦规律变化，存在过零点，如果此时开关器件开通或关断，产生的损耗就为零。
下边就分析目前所使用的LLC谐振半桥电路。
基本电路如下图所示：A图2.1 LLC谐振半桥电路其中Cr，Lr，Lm构成谐振腔（Resonant tank），即所谓的LLC，Cr起隔直电容的作用，同时平衡变压器磁通，防止饱和。
2.1 LLC电路特征（1）变频控制（2）固定占空比50％（3）在开关管轮替导通之间存在死区时间（Dead Time），因此Mosfet可以零电压开通（ZVS）,二次侧Diode可以零点流关断，因此二极管恢复损耗很小（4）高效率，可以达到92％+（5）较小的输出涟波，较好的EMI2.2方波的傅立叶展开对于图2.1的半桥控制电路，Q1,Q2在一个周期内交替导通，即占空比为50％。
所以V A为方波，幅值等于Vin，其傅立叶级数展开为公式1其基波分量为公式2其中fsw为开关频率，Vi.FHA（t）为谐振腔输入方波电压的基波分量。
相应地，谐振腔输出电压（即理想变压器输出）也为方波公式3其基波分量为公式4其中为输出电压相对输入电压的相移，实际上为零。
2.3 FHA 电路模型将图2.1所示电路的非线性电路做等效变换，可以得到下图：图2.2 FHA 谐振电路双端口模型FHA（First harmonic approximation）：一次谐波近似原理。
大功率开关电源设计
大功率开关电源设计1. 引言大功率开关电源是一种能够稳定输出高功率电能的电源系统。
它在工业、通信、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍大功率开关电源的设计原理、关键性能指标和具体设计步骤。
2. 设计原理大功率开关电源的设计原理基于切换电路的工作方式。
开关电源通过快速开关电路的状态，控制输入电压在输出端之间的传递。
这种工作方式能够实现高效能的电能转换和稳定的输出。
3. 关键性能指标大功率开关电源的性能主要体现在以下几个关键指标上：3.1 输出功率输出功率指的是开关电源可以稳定输出的最大功率。
设计大功率开关电源时，需要根据具体应用需求确定所需的输出功率。
3.2 效率效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
大功率开关电源的设计需考虑如何提高电能的转化效率，以达到节能的目的。
3.3 稳定性稳定性是指开关电源在不同输入电压、负载变化等工况下输出电压的波动程度。
大功率开关电源应具备良好的稳定性，以确保输出电压的可靠性和稳定性。
3.4 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在工作周期内的变化量。
较小的输出电压纹波意味着电源输出更加稳定，能够满足特定应用的要求。
3.5 开关频率开关频率是指开关电源进行切换的速率。
高频开关电源具有更高的效率和较小的元件体积，但也带来了更大的电磁干扰和更高的开关成本。
4. 设计步骤设计大功率开关电源的步骤如下：4.1 确定输出功率和电压根据实际应用需求，确定所需的输出功率和电压。
4.2 选择变换器拓扑结构根据设计要求和特定应用，选择合适的变换器拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等。
4.3 计算元件参数根据选定的拓扑结构和设计要求，计算出所需的元件参数，包括电感、电容、开关管等。
4.4 电路仿真与验证使用相关电路仿真软件对设计的电路进行验证和优化，确保其满足设计要求和性能指标。
4.5 PCB布局和布线将设计好的电路布局在PCB上，并进行合理的布线，避免信号干扰和功率损耗。
LLC谐振电路工作原理及参数设计
2
3
针对该公司LLC谐振电路的拓扑结构，进行了详细的分析，包括输入、输出端口设计、磁性元件选择等。
电路拓扑
深入探讨了LLC谐振电路的工作原理，包括工作模态、阻抗特性、传输特性等。
工作原理
根据分析结果，针对该LLC谐振电路的设计进行了优化，提高了电路性能和效率。
设计优化
03
参数优化
针对该产品中LLC谐振电路的性能测试结果，对元件参数进行了优化设计，以提升电路性能。
体积和成本
转换效率，包括轻载和重载下的效率
电磁干扰(EMI)性能
根据实际工程经验，结合电路拓扑、控制方式、磁性元件等关键因素，进行多方案尝试和对比实验验证
优化方法选择
利用仿真软件进行电路性能仿真，通过调整元件参数、改变控制策略等方式，得到最优电路控制策略和元件参数组合
运用数学方法，如梯度下降法、遗传算法等，结合电路性能数学模型，求解最优电路控制策略和元件参数组合
LLC谐振电路工作原理
LLC谐振电路因其高效率、高可靠性、低噪声等优点，被广泛应用于通信、电力电子、自动化控制等领域。
特别是在通信领域，由于其高效节能、体积小、重量轻等优势，LLC谐振电路已成为基站、交换机、路由器等通信设备的首选电源解决方案。
LLC谐振电路应用场景
LLC谐振电路元件参数设计
02
xx年xx月xx日
《llc谐振电路工作原理及参数设计》
目录
contents
LLC谐振电路概述LLC谐振电路元件参数设计LLC谐振电路仿真与分析LLC谐振电路优化设计LLC谐振电路制作与调试LLC谐振电路案例分析
LLC谐振电路概述
01
LLC谐振电路是一种高频、高压、大功率的开关电源变换器，由两个电感（一个主电感，一个辅助电感）和两个电容（一个主电容，一个辅助电容）组成。
超高频谐振感应加热电源设计之主电路简析
超高频谐振感应加热电源设计之主电路简析
在昨天的文章中，我们为大家介绍了一种超高频谐振感应加热电源的设计方案，并对其设计原理进行了详细分析。
这种感应加热电源采用的是谐振逆变模式，尤其采用E类双管交替工作式DC/AC超高频谐振逆变器来进行设计，能够有效提升其工作效率。
在今天技术分享中，我们将会进一步就这一感应加热电源方案的主电路设计，进行详细分析。
主电路设计
下图中，图1所展示的是本文所设计的超高频感应加热电源主电路系统图纸。
从图1所展示的主电路系统中可以看到，在这一系统中，我们主要通过控制开关管IGBT驱动脉冲的宽度来控制斩波电路的输出电压。
逆变电路部分特别采用E类双管交替工作式DC/AC超高频谐振逆变器。
为了进一步提高感应加热电源系统中的逆变器输出功率，并同时减小单个功率MOSFET的容量，在本方案的逆变电路设计中，我们采用两个功率MOSFET并联进行交替工作，这样在不增加单只功率MOSFET容量的情况下，用两只相同容量的功率MOSFET，逆变器的输出功率可提高近一倍。
另外，两个功率MOSFET并联交替工作的方式，在逆变器相同输出频率的条件下可使驱动电路的频率降到单管工作时的一半，即当逆变器的输出频率为
2MHz时，驱动电路的频率只要1MHz，减小了对驱动电路的快速性要求。
图1 超高频感应加热电源主电路
直流斩波调压控制电路设计
在本方案中，我们所设计的超高频感应加热电源的直流斩波调压控制电。
(完整word版)谐振电路的设计及分析
谐振电路的设计及分析谐振电路1.实验目的：1. 掌握谐振电路、相量法的相关知识2. 掌握利用Mulstim软件分析验证相关的原理3. 加深对谐振的理解。
2.实验原理：在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。
如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。
电路达到这种状态称之为谐振。
串联：1）条件：ω=ω0=1/√LC f=f0=1/2π√LC2）当在谐振时的感抗和容抗在量值上相等，其值称为谐振电路的特性阻抗，其值为ω0L=3）品质因数：Q==并联：1）条件：ω=ω0=1/√LC f=fo=1/2π√LC2）品质因数：Q==R3.实验步骤：1）画出电路2）算出理论值3）利用Mulstim软件分析验证4）得出结论理论值：串联•Im =C j L j R Usm ωω1++•=A A jj ︒∠=-+∠0110010010010ο i(t)=1cos105t AV j C j Ucm V V j L j Ulm VV R Urm ︒-∠=︒∠⨯-==︒∠=︒∠⨯==︒∠=︒∠⨯==••••••9010001100Im 9010001100Im 0100110Im ωω u R (t)=10cos105t Vu L (t)=100cos(105t+90°) V u C (t)=100cos(105t-90°) V Q==R=10=0.10= 并联•Im =C j L j R Usm ωω11++•=A A jj ︒∠=-+∠01.01001ο i(t)=0.1cos103t A•Irm =R •Usm =A A ︒∠=∠01.01001Ωο i(t)=0.1cos103t A•Ilm =L j Usm ω•=A A j ︒-∠=∠90101ο i(t)= 1cos （103t-90°） A •Icm =C j Usmω1•=A A j︒∠=-∠90101ο i(t)=1cos （103t+90°） A Q==R=10=10 0= I I RI L I C。
LLC谐振半桥的主电路设计指导
LLC谐振半桥的主电路设计指导LLC谐振半桥是一种常用于高频开关电源设计中的电路拓扑结构，具有高效、高稳定性和低电磁干扰等优点。
在设计LLC谐振半桥的主电路时，需要考虑电路拓扑、元器件选型、谐振网络设计等多个方面。
下面是LLC谐振半桥的主电路设计指导。
1.电路拓扑选择：在设计LLC谐振半桥的主电路时，首先需要选择合适的电路拓扑结构。
常用的拓扑结构有两种：基本LLC谐振半桥电路和降压型LLC谐振半桥电路。
基本LLC谐振半桥电路适用于输出电压较高的应用，而降压型LLC谐振半桥电路适合输出电压较低的应用。
2.元器件选型：在选择元器件时，需要考虑电源的输入电压和输出功率等参数。
选取合适的功率开关器件是关键，常用的器件有MOSFET和IGBT等。
此外，还需要选择适当的谐振电感、谐振电容和谐振电容的串联电阻等元器件。
3.谐振网络设计：设计LLC谐振半桥的主电路时，谐振网络的设计非常重要。
在设计过程中，需要根据输入电压和输出功率来确定合适的谐振频率。
同时，需要设计合适的谐振电感和谐振电容，使其能够满足电路的谐振需求，并保证系统的稳定性。
另外，还需要考虑谐振电容的串联电阻，以防止谐振过程中的过电压和过电流问题。
4.控制电路设计：在LLC谐振半桥电路中，控制电路起着重要的作用。
控制电路需要能够实时监测输入电压、输出电压和输出功率等参数，并通过合适的控制方式来实现电流和电压的自适应调节。
控制电路还需要能够实现各种保护功能，如过压保护、过流保护和温度保护等。
5.热管理：由于LLC谐振半桥电路在高功率情况下会产生较大的热量，因此热管理是必要的。
可以通过散热器、风扇等方式来有效降低电路温度，保证系统的稳定性和可靠性。
总结：LLC谐振半桥的主电路设计需要综合考虑电路拓扑结构、元器件选型、谐振网络设计、控制电路设计和热管理等多个方面。
在设计过程中，需要根据具体的要求和参数进行合理的选择和设计，以确保系统的高效运行和稳定性。
开关电源设计报告
1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264V交流电，输出为24V直流电，因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。
前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck电路构成。
总体要求是先将AC176-264V整流滤波，然后再经过BUCK电路稳压到24V。
考虑到变换器最大负输出功率为1000W，因此需采用功率级较高的Buck电路类型，且必须保证工作在CCM工作状态下，因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck变换器。
其主电路拓扑结构如下图所示：下面将对全桥隔离型BUCK变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压V与后级输g 出电压V之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。
将前级输出电压V代替前级电路，作g 为后级电路的输入，且后级BUCK变换器工作在CCM模式，BUCK电路中的变压器可以用等效电路代替。
由于全桥隔离型BUCK变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。
在2T的工作时间内，总共可分为四种S 开关阶段，其具体分析过程如下：1）当0<t<DT时，此时Q、Q和D导通，其等效电路图如图1-2所示。
S145/?1-1) 1-2) 1-3)3) du.•川L i (t )m 严+仃(t )c 二二v (t )R图1-3在DT<t<T 时等效电路SSv=0sv=-v Li=i -v /R C当TS <t<a+D )TS 时，此时Q2、1-4) 1-5)1-6)Q 和D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
36图1-2在0<t<DT 时等效电路Sv=nvs gv=nv -vL gi=i -v /RC2)当DT<t<T 时，此时Q ~Q 全部关断，D 和D 导通，其等效电路图如图1-3SS 1465所示。
全谐振开关电源的原理
全谐振开关电源的原理设计谐振变换器中的变压器(design for an LLC resonant converter(transformer )设计全过程!近段时间LLC谐振变换器备受关注,因为它优于常规的串联谐振变换器和并联谐振变换器:在负载和输入变化较大时,频率变化很小,且全负载范围内切换可实现零电压转换(ZVS), 下面我们就来讨论这种线路结构种的变压器设计.当然在设计变压器之前还有些其它线路的设计,大概总结如下:a) 定义系统参数, 比如说目标效率. 输入电压范围等b) 确定谐振网络的最大和最小电压增益M min=Vro/Vinmax/2=Lm+n^2Llks/Lm=Lm+Llkp/LmM max= Vin max/Vin min*M minc) 确定变压器圈数比(n=Np /Ns)n=Vin max/{2(Vo+2Vf)}*M min.d) 计算等效负载电阻(Rac)Rac={8n^2/(3.14)^2}*(Vo^2/Po)*Effe) 设计谐振网络(一般在峰值增益上要有10-15%余量)Cr=1/2*3.14*Q*F0*RacLr=1/ (2*3.14*F0)^2*CrLp= (k+1)^2/(2k+1)*Lr注:K值为: Lm/Llkp (激磁电感和初级漏磁电感之间的比)下面进入主题-----设计变压器:在设计变压器是应以最坏的情况来考虑,那么此案子是在最低的开关频率发生在最低的输入电压和满负载的情况下.下面我们来计算原边(Np)最小圈数值..Np min= n(V0+2Vf)/(2*Fs min* *Ae)-------△B:可以取0.25--0.3T.然后,选择次级圈数,保证初级圈数大于Np min.Np =n*Ns>Np min下面我们以一个实例来讨论LLC谐振变换器中的变压器具体设计:首先根据Ap法算出大概需要的core size ,本例变压器选EER3541(Ae=107mm^2). 接下来再讨论最小的开关频率,在设计LLC谐振变压器时可以根据增益曲线可以从图表上查出,,,然后再按上述的公式来算初,次级的圈数....接下来就是和我们普通的变压器设计流程一样....下一步是来讨论变压器的构造...因为LLC 谐振变换器是充分利用变压器的Lp,Lr..故在结构设计中应该留心... 刚有谈到LLC谐振变换器是充分利用变压器的Lp,Lr,则1在设计时需要一个相对较大的Lr值.我们一般可以采用一种可组合线轴.以获得理想的Lr值...这种结构,线圈数和绕线结构是决定Lr大小的主要因素,而变压器的磁心气隙长度不会影响Lr太多...但,我们可以通过调整气隙长度来轻松控制Lp..最后我们来选择谐振电容....大家都知道,在选择谐振电容时必须考虑额定电流,因为会有相当数量的电流流经电容...通过谐振电容器的均方根可表示为:Icr (rms)=√ {(3.14*Io/2√2n)^2 }+ {n(Vo+2*Vf)/4√2FoLm}^2然后确定正常工作中谐振电容的最大电压为:Vcr MAX=Vinmax/2+{√2*Icr(rms)/(2*3.14*Fo*Cr)}通过上面的一些步骤及一些公式我们就可以初步简单的把LLC电路的设计全过程给展示出来了.....。
LLC谐振半桥的主电路设计指导
LLC谐振半桥的主电路设计指导1.选择合适的功率器件：在LLC谐振半桥主电路中，有两个功率开关，通常使用MOSFET或IGBT作为功率开关器件。
在选择器件时，需要考虑其导通和关断损耗、控制驱动要求以及电压和电流承受能力等因素。
2.设计合适的谐振电容和谐振电感：LLC谐振半桥主电路中，谐振电容和谐振电感是实现谐振特性的核心元件。
谐振电容应该能够提供满足输出功率要求的电流响应，而谐振电感则应该能够满足频率响应的要求。
3.进行谐振频率设计：通过选择合适的谐振电容和谐振电感，可以使得谐振频率接近输入电源频率，以提高电路的效率。
谐振频率的设计应该考虑输入电压范围、输出功率需求以及控制策略等因素。
4.设计合适的驱动电路：驱动电路是控制功率开关器件开关状态的关键。
在LLC谐振半桥主电路中，通常使用脉宽调制（PWM）技术来控制开关器件的导通和关断时间。
驱动电路应能够提供足够的电流和电压来控制功率开关器件。
5.优化电路布局和连接方式：在设计LLC谐振半桥主电路时，需要合理布局电路元件，使其互相之间的电磁干扰降到最低。
同时，应采用合适的连接方式，减少连接线的电阻和电感，提高电路的效率和稳定性。
6.进行适当的保护设计：在设计LLC谐振半桥主电路时，应考虑各种短路、过流、过压和过温等异常情况，并采取适当的保护措施，例如过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等，以提高系统的可靠性和安全性。
总结起来，设计LLC谐振半桥主电路需要综合考虑功率器件的选择、谐振电容和谐振电感的设计、驱动电路的设计、电路布局和连接方式的优化以及合适的保护设计等方面。
通过合理的设计和优化，可以提高LLC谐振半桥主电路的效率、稳定性和可靠性，实现高性能的直流到交流电源转换。
开关电源谐振电路原理
开关电源谐振电路原理
开关电源谐振电路是一种用于开关电源的电路拓扑，它利用谐
振现象来实现高效能量转换。
谐振电路的原理基本上是利用电感和
电容的谐振特性来实现开关管的无损耗开关，从而减小功率开关器
件的损耗，提高整个开关电源的效率。
在开关电源谐振电路中，一般会使用谐振电容和谐振电感来构
成一个谐振回路。
当开关管关闭时，能量从输入端储存在电感和电
容中。
当开关管打开时，储存在电感和电容中的能量被释放，从而
提供给负载。
这种谐振现象可以减小开关管的开关损耗，提高整个
开关电源的效率。
另外，开关电源谐振电路还可以分为串联谐振和并联谐振两种
类型。
串联谐振电路中，电感和电容串联在开关管和负载之间，而
并联谐振电路中，电感和电容并联在开关管和地之间。
它们的工作
原理和特性略有不同，但都是利用谐振现象来提高开关电源的效率。
总的来说，开关电源谐振电路利用谐振现象来实现高效的能量
转换，减小开关损耗，提高整个开关电源的效率。
这种电路在实际
应用中具有重要的意义，可以在不同的电源设计中发挥重要作用。
LLC谐振电路工作原理及参数设计
案例3：无线充电设备
描述
无线充电设备是一种通过电磁感应技术为电子设备充电的 设备。
工作原理
无线充电设备的发送端和接收端都使用了LLC谐振电路， 通过调整电路的频率和相位，实现高效的电能传输。
参数设计
在设计LLC谐振电路时，需要考虑充电设备的功率、效率 、安全性等参数，以确保充电设备能够满足用户需求，同 时保证使用安全。
CHAPTER 02
LLC谐振电路参数设计
操作频率
频率范围
根据应用需求，LLC谐振电路需要选择合适的操作频率。通常 ，较高的频率可以减小元件尺寸和寄生效应，但也会增加电 路的损耗。
频率稳定性
为了确保电路性能的稳定，需要选择具有良好频率稳定性的 元件和材料。
品质因数（Q值）
Q值定义
Q值是衡量LLC谐振电路性能的一个重要参数，它表示电路在谐振 频率处的无功功率与总平均功率耗散之比。
案例2：开关电源
描述
开关电源是一种将直流电压转换 为交流电压的电子设备，广泛应
用于各种电子设备中。
工作原理
开关电源中的LLC谐振电路用于 控制交流电的频率和相位，以实
现稳定的输出电压和电流。
参数设计
在设计LLC谐振电路时，需要考 虑输入和输出电压、电流等参数 ，以确保电源能够满足设备需求 ，同时提高电源的效率和稳定性
降低输入电压的损耗。
负载阻抗
负载阻抗定义
负载阻抗是LLC谐振电路输出端所连接的负载的电阻与电抗之比。
负载阻抗对电路性能的影响
选择合适的负载阻抗可以优化输出功率、效率和质量因数等性能指标。
CHAPTER 03
LLC谐振电路优化与控制
优化方法
01
02
LLC谐振电路设计
LLC谐振电路设计
设计原理：
设计步骤：
1.选择开关管：根据LLC谐振电路的功率需求选择合适的开关管。
通
常选择功率较大的IGBT、MOSFET或GaN开关管。
2.选定变压器：根据实际需求选择适量的变压器，变压器应具有足够
的功率和高效能转换特性。
3.计算电感元件参数：根据电源电压和输出功率确定LLC谐振电路的
谐振频率，然后根据谐振频率和谐振电压确定所需的电感元件参数。
4.计算电容元件参数：根据输出功率、电源电压和谐振频率等参数计
算所需的电容元件参数。
5.耦合电感和电容：选择合适的电感和电容元件，并进行稳态分析和
动态响应分析来确保它们能够完美地耦合在一起。
关键参数：
1.谐振频率：谐振电路的谐振频率是LLC谐振电路设计的重要参数之
一、谐振频率的选择应根据实际应用需求来确定。
2.输出功率和效率：LLC谐振电路的输出功率和效率是评价其性能优
劣的关键指标。
设计时应根据实际需求合理选择变压器和开关管等元件。
3.衰减系数：LLC谐振电路的衰减系数直接影响其稳定性和转换效果。
应该通过稳态分析和动态响应分析来确定合适的衰减系数。
4.保护措施：在设计LLC谐振电路时，应考虑电路的保护措施，如过
流保护、过热保护和短路保护等。
总结：
LLC谐振电路设计需要综合考虑谐振电路的谐振频率、输出功率和效
率等关键参数。
通过选择合适的开关管、变压器和电容、电感元件，以及
合理设置衰减系数和保护措施，可以设计出高效能、稳定性好的LLC谐振
电路。
当然，在实际设计中还需要根据具体应用需求进行参数调整和优化。
基于APFC和谐振技术的高性能开关电源的设计与实现
１ 电 源 整体 电 路设 计
电 源 主 要技 术 指标 及 要求 如 下 ： 交 流 输 入 电 压 ：Ｏ Ｖ一 ５ Ｖ； Ｆ ｌＯ ２ ３ ＡＰ Ｃ输 出 电压 ：８ Ｖ： ３０
与无源校正相 比， 有源功率 因数 校正电路抑制 谐波效果更 明显 ， 总谐 波 含量 可抑 制 在 ５ 以内 ， 率 因 数 可 达 到 ０９ ％ 功 ． ５以上 。 本 设 计 采 用 平 均 电 流 控 制 的 ＡＰ Ｃ 电 路 ． 原 理 为 ： 整 流 桥 输 Ｆ 其 由 出 电压 的 检 测 信 号 和 电 压 误 差 放 大 器输 出 信 号 的乘 积 产 生 基 准 电 流 信 号， 此基准 电流信号与 电感 电流采样信号经 电流误差放大器 比较放 大后输 出， 然后与锯齿波 比较后 ， 给开关管输出 Ｐ ＷＭ信号。电路采用 双 闭环控制方式 ， 电压环作为外环 ， 可实现输 出电压 的稳定 ， 电流环作 为 内环 ， 以乘 法 器 的输 出 作 为 参 考 ， 接 控 制 升 压 电 感 的平 均 电流 。 直 这 种 方 法 的实 现 需 要 一 个 乘 法 器 为 电流 控 制 环 产 生 半 波 正 弦 参 考信 号 。 功 率 电路 升 压 储 能 电感 设 计 方 法 如 下 ： 升 压 储 能 电感 的作 用 在 于 限 制 输 入 电 流 的 波 动 ， 证 升 压 电路 工 保 作于连续 电流模式 （ Ｃ 。设计 的主要依据是纹波 电流规格 。 Ｃ Ｍ） 兼顾 电 感 的体 积 和 损 耗 等 因素 ， 设 计 中 电感 电 流 的 纹 波 大 小 选 择 为 峰 值 电 本 流 的 ２ ％ ， 此 可得 ： ０ 由
ｒａｉｅ ｏｔ ｓ ｔｈｎｇｏ ｅ ｈ ｎｉｅ ｏ ｒｔｎ ． ｇ ｅｉｉ ｇ ｉｄ ｃａ ｃ ｒｎ ｆｒ ｒｉ ｔ ｉｅ ｏ ｗｉｅ ｎ ｕ ａ ｇ ．ｈ ｘ ｅ ｉ ｎａｉｎ ｒｓ ｌ ｅ ｌｚｄ ｓｆ— ｗｉｃ ｉ ｖ ｒｔｅ ｅ ｔ ｐｅａｉｇ ｍａ ｎ ｔ ｎ ｎ ｕ ｔｎ ｅ ｏ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｓ ｕｉ ｚｄ ｔ ｄ ｎ ｉｐ ｔｒｎ ｅＴ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｔｏ ｅ ｕｔ ｒ ｚ ｆ ｌ ｖ ｒ ｙ ｉｈ ｐ ｗｅ ａ ｔｒａ ｆ ｃｅ ｃ ａｌｂ ｃ ｉｖ ｄ ｅｉ ｓｈｓ ｏ ｒｆｃｏ ｎｄｅｆ ｉｎ ｙｃ ｌ ｅａ ｈｅ ｅ ． ｆ ｉ
LLC谐振半桥的主电路设计指导
低电磁干扰
LLC谐振半桥采用软开关技术， 有效减少开关噪声， 降低电磁 干扰。
选择LLC谐振半桥的优势
高效率
LLC谐振半桥的工作原理使它能够 在较宽的负载范围内保持高效率 ，尤其是在轻载条件下。
高功率密度
由于谐振特性，LLC谐振半桥的开 关损耗较低，这使得它能够实现 更高的功率密度。
良好的电磁兼容性
3 响应时间
过流保护电路的响应时间应足 够快，以确保在电流超过安全 限值之前及时切断电源。
4 恢复机制
过流保护电路应具备恢复机制 ，在故障排除后可以恢复正常 工作。
温度保护电路设计
Байду номын сангаас
温度传感器选型
温度传感器应具有良好的精度， 能够在较宽的温度范围内准确地 检测到温度变化。
阈值设置
设定合适的温度阈值，避免过高 的保护温度导致系统误触发，同 时又要保证系统在过热时能及时 保护。
电压反馈
电压反馈电路监测输出电压，调整PWM占 空比以维持设定电压。
电流反馈
电流反馈电路监测输出电流，限制电流过 载，保护系统安全。
混合反馈
结合电压和电流反馈，实现更精确的控制 ，提高系统稳定性。
软启动电路设计
缓启动
防止启动电流过大，保护开关管和电源。
电流控制
逐渐增加输出电压和电流，避免冲击。
稳定性
保护措施
当温度超过阈值时，保护电路应及时切断电源或采取其他措施，防止设备 过热损坏。
电路拓扑综合考虑
LLC 谐振半桥电路拓扑设计需要综合考虑多个因素，包括输入电压范围、输出 功率、工作频率、效率、成本等。选择合适的拓扑结构可以有效提高电路的性 能。
例如，对于高功率应用，可以采用并联谐振拓扑，以降低开关管的电流应力， 提高效率。对于低成本应用，可以选择串联谐振拓扑，结构简单，成本低廉。 还需要考虑电路的稳定性，避免出现谐振频率偏移或振荡。