开关电源设计[LLC]
【开关电源设计】浅谈LLC
要了解LLC,就要先了解软开关。
对于普通的拓扑而言，在开关管开关时，MOSFET 的D-S间的电压与电流产生交叠，因此产生开关损耗。
如图所示：
l c 蠡
－
员01 。
关开耗f 盲臼关断损耗t 爹为了减小开关时的交叠，人们提出了零电流开关(zcs)和零电压开关(ZVS)两种软开关的方法。
一：使开关管的电流在开通时保持在零，在关断前使电流降到零。
1111l.：使开关管的电压在开通前降到零在关断时保持为零。
勹I I I I V I c e 1 I ！ t 伽。
v b e t
I
1 关断损耗＝0I t 关断V c e。
「plos I I I I I I | I I l
N 1开通损耗＝01 匕
，d . 关断损耗
I V A 开通火断孛电压开通。
孛电流关断最早的软开关技术是采用有损缓冲电路来实现。
从能量的角度来看，它是将开关损耗转移到缓冲电路中消耗掉，从而改善开关管的工作条件。
这种方法对变换器的效率没有提高，甚至会使效率降低。
目前所研究的软开关技术不再采用有损缓冲电路，这种技
而谐振变换器又分为全
谐振变换器，准谐振变换器，零开关PWM变换器和零转换PWM变换器。
全谐振变换器的谐抹元件一直谐振工作，而准谐振变换器的谐振元件只参与能量变换的某一个阶段，不。
llc电源设计步骤
llc电源设计步骤LLC电源设计是一种常见的开关电源设计，其拥有高效率、高稳定性、低噪音等特点，被广泛应用于电子设备中。
下面将介绍LLC电源设计的主要步骤。
第一步：需求分析和规划在进行LLC电源设计之前，首先需要明确电源的需求和规划。
确定输入电压范围、输出电压、输出功率、工作环境温度等关键参数。
同时，也需要根据具体应用场景，确定电源的可靠性、效率和尺寸等方面的要求。
第二步：功率级拓扑选择根据电源的需求和规划，选择合适的功率级拓扑。
LLC电源通常采用半桥或全桥拓扑，具有输出电压变换比大、负载适应性好、并联容性强等特点。
根据具体情况，选择合适的拓扑结构。
第三步：元器件选择根据所选择的功率级拓扑，选择合适的元器件。
主要包括MOSFET、二极管、开关电容、谐振电感、输出电感等。
选择合适的元器件需要考虑功率损耗、电流容量、耐压能力、频率响应等因素。
第四步：回路设计在选定元器件之后，进行回路设计。
LLC电源具有LC谐振电路，使用频率高且工作方式复杂，因此需要对电路进行详细设计。
主要包括：控制IC的选型与配置、谐振电感和谐振电容的设计、复杂的反馈控制电路的设计等。
第五步：元器件布局和散热设计在进行LLC电源设计时，还需要考虑元器件的布局和散热设计。
元器件布局的合理性可以减少电路的干扰和损耗，散热设计可以确保元器件在高功率工作时的温度不超过允许值。
第六步：模拟仿真和电路原型制作在设计完成之后，进行模拟仿真，验证电路的稳定性和性能。
通过仿真可以得到电路的波形、频谱等数据，并对电路进行优化。
完成模拟仿真之后，根据实际需求制作电路的原型，并进行测试和调试。
第七步：电路优化和再次仿真根据电路原型的测试结果，对电路进行优化。
可以通过改变元器件参数、调整控制策略等方式来提升电路性能。
优化后，再次进行仿真，以验证优化效果。
第八步：批量生产和测试在电路设计稳定性和性能达到要求后，进行批量生产和测试。
在生产过程中，需要注意元器件的选用、布局的合理性以及制造过程中的细节，以确保最终产品的质量和性能。
LLC电路原理与设计
LLC电路原理与设计LLC电路被广泛应用在各种电源应用中，例如电视机、计算机、服务器和通信设备等。
其主要优点是高效率、低EMI、低谐波失真和宽输入输出电压范围。
这使得LLC电路成为一种理想的选择，用于满足高性能功率转换的需求。
LLC电路的基本原理是在开关转换器中使用谐振电压和电流来实现高效率的功率转换。
在LLC电路中，L1和L2是串联的电感，并与谐振电流振荡，增加了电路的整体效率。
变压器的一侧为L1和L2，另一侧为C电容。
电感和电容通过谐振频率进行振荡，使得电流和电压在相位上保持一致。
1.电感和电容的选择：电感和电容的选择对LLC电路的性能影响很大。
合适的电感和电容参数可以实现高效率和稳定的电源输出。
电感的选择要考虑电流冲击和谐振频率。
电容的选择要考虑电压稳定性和谐振频率。
2.桥式整流器设计：LLC电路的输入端通常包括桥式整流器，用于将交流电转换为直流电。
桥式整流器的设计应满足输入电压和负载要求。
3.控制器设计：LLC电路的控制器用于控制开关器件，以实现所需的输出电压和电流。
控制器的设计要考虑输入和输出电压范围、负载变化和开关频率等因素。
4.输出滤波器设计：LLC电路的输出端通常需要添加滤波器来减少输出电压的纹波和EMI噪声。
滤波器的设计需要考虑输出电流和频率要求。
5.输出调节设计：LLC电路的输出电压通常需要进行稳定调节，以适应负载变化和输入电压波动。
稳定调节电路的设计需要考虑稳态和动态响应性能。
总结：LLC电路是一种高效率功率转换和EMI滤波的拓扑结构。
其设计需要考虑电感和电容的选择、桥式整流器设计、控制器设计、输出滤波器设计和输出调节设计等因素。
通过合理的设计和参数选择，可以实现高性能和稳定的电源输出。
llc开关电源原理
llc开关电源原理LLC开关电源是一种常见的电源电路，其原理基于LLC谐振。
在这篇文章中，我们将详细介绍LLC开关电源的工作原理。
一、LLC开关电源的基本原理LLC开关电源是一种采用LLC谐振电路的高效率电源。
它由LLC谐振电路和开关电源控制电路两部分组成。
1.1 LLC谐振电路LLC谐振电路由电感L、电容C和电容C1组成，其中C1是一个电容分压器。
当输入电压施加在LLC谐振电路上时，电感L和电容C 形成谐振回路。
电感L在电压周期内存储能量，而电容C在电流周期内存储能量。
通过控制开关管的开关时间，可以实现能量的传输。
1.2 开关电源控制电路开关电源控制电路负责控制开关管的开关时间，以实现输出电压的稳定。
控制电路通常由反馈控制回路、比较器和PWM控制器组成。
反馈控制回路用于检测输出电压，比较器将检测到的输出电压与参考电压进行比较，PWM控制器根据比较结果生成合适的PWM信号，控制开关管的开关时间。
二、LLC开关电源的工作过程LLC开关电源的工作过程可以分为充电阶段、放电阶段和保持阶段。
2.1 充电阶段在充电阶段，当开关管导通时，输入电压施加在电感L上，电感L 开始储存能量。
与此同时，电容C1充电，以提供所需的电压给PWM控制器。
此时，C1也开始储存能量，以便在下一个周期传输。
2.2 放电阶段在放电阶段，当开关管关断时，电感L中储存的能量开始传输到输出端。
电感L和电容C形成谐振回路，电感L释放能量，电容C储存能量。
通过合理选择电感L和电容C的参数，可以实现高效的能量传输。
2.3 保持阶段在保持阶段，当输出电压达到设定值时，反馈控制回路会将检测到的输出电压与参考电压进行比较。
根据比较结果，PWM控制器会调整开关管的开关时间，以使输出电压保持稳定。
三、LLC开关电源的特点LLC开关电源具有以下几个特点：3.1 高效率由于LLC开关电源采用了谐振电路，能量传输更加高效。
谐振电路能够使开关管的开关损耗降低，从而提高整体的能量转换效率。
llc谐振开关电源电路原理
llc谐振开关电源电路原理LLC谐振开关电源电路原理LLC谐振开关电源电路是一种高效、低噪声的电源设计方案，广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍LLC谐振开关电源电路的工作原理及其优势。
一、LLC谐振开关电源电路的基本原理LLC谐振开关电源电路由LLC谐振网络和开关电源组成。
LLC谐振网络由电感L、电容C和电感L2构成，以及谐振电容C1和电感L1。
开关电源由开关管和变压器组成。
在工作过程中，LLC谐振开关电源电路首先通过变压器将输入电压变换为所需的输出电压。
然后，开关管控制开关频率和占空比，将电能传递到输出负载上。
通过LLC谐振网络的谐振作用，实现电能的高效转换和传输。
二、LLC谐振开关电源电路的工作过程LLC谐振开关电源电路的工作过程可分为两个阶段：开关阶段和谐振阶段。
1. 开关阶段：在开关阶段，开关管导通，输入电源将电能传输到变压器的一侧。
同时，电容C1通过电感L1充电。
当开关管关闭时，电容C1通过电感L1和电感L2的共振，将电能传输到输出负载上。
2. 谐振阶段：在谐振阶段，开关管关闭，电感L1和电感L2之间的电能开始谐振。
谐振电压和电流在电感L和电容C的共振作用下，形成高频交流信号。
通过调节电感L和电容C的数值，可以实现输出电压和电流的稳定控制。
三、LLC谐振开关电源电路的优势LLC谐振开关电源电路相比传统的开关电源具有以下优势：1. 高效性：LLC谐振开关电源电路利用谐振网络的特性，实现了高效率的能量转换和传输，显著提高了能源利用率。
2. 低噪声：由于谐振频率高于人耳可听到的范围，LLC谐振开关电源电路工作时产生的噪声较低，有利于提高电子设备的使用体验。
3. 宽输入电压范围：LLC谐振开关电源电路的谐振网络可以适应宽范围的输入电压变化，提供稳定的输出电压，适用于各种电源输入条件。
4. 稳定性好：LLC谐振开关电源电路具有较好的稳定性和抗干扰能力，能够有效应对电网波动和负载变化等外部干扰。
开关电源设计 LLC
已知量
令Q=0
|
G
min
|=
(1 +
k *(x)2 k ) * ( x)2
−1
只有x是未知量
结果
f min =
fr 1+ k(1− 1 )
G2 max
f max =
fr 1+ k(1− 1 )
G min
Q = 0.95Q max =
0.95
*
k+
G2 max
k *G max
G max 2 −1
Ls
ZVS区域2的波形
f<fr 开关频率小于谐振频率 上管开通前电流由S-D流通
ZCS区域的波形
0
f<fr2 开关频率小于谐振频率 上管开通前电流由D-S流通
电流由DS流过Q2 体二极管
LLC的设计方法
已知的条件
1. 输入电压范围 2. 输出电压、电流 3. 确定需要的谐振频率 4. 额定输入、输出满载时电源工作在fr附近
2
*
Irms
_
Max
*
1
2πfrCr
=
420 2
+
IOCP
2πfrCr
实际计算步骤
4.5 输出电容的电流有效值(f=fr,24V输出)
ICo _ Rms = ⎜⎛ πIo ⎟⎞2 − Io2 = π 2 − 8 Io = 2.32 A
⎝2 2⎠
8
实际计算步骤
5. 选择器件和变压器设计 MOSFET: 满足20％裕量,电压500V，电流从发热和Coss考虑(保证
LLC设计步骤
¾LLC的基本原理 ¾LLC的设计方法 ¾LLC的几个问题
LLC的基本原理
半桥llc开关电源设计
半桥llc开关电源设计
半桥 LLC 开关电源设计
半桥 LLC 开关电源设计是一种常见的电源设计方案，广泛应用于许多电子设备。
在这种设计中，使用了半桥拓扑结构和 LLC 调制技术来提供高效率和稳定的能量转换。
半桥拓扑结构是一种将电源输入直流电压转换为高频交流电压的电路。
通过使用半桥拓扑结构，可以实现较高的转换效率和较低的功率损耗。
该设计方案通常包括两个功率开关，一个电容和一个变压器。
其中，两个功率开关相互补偿，可实现零电压开关和零电流开关，从而减少开关损耗。
LLC 调制技术是一种通过调整电感、电容和变压器等元件的参数来实现高效率能量转换的技术。
这种技术可以减少开关功率损耗，并提供高效率和较低的输出波纹。
LLC 调制技术还具有较好的瞬态响应和较低的 EMI（电磁干扰）特性，使得半桥 LLC 开关电源设计在电子设备中得到广泛应用。
在半桥 LLC 开关电源设计中，还需要考虑输入电压范围、输出功率需求和稳定性要求等因素。
通过合理选择元件参数、控制方法和保护电路，可以实现满足这些需求的设计。
此外，还需要对瞬态响应、效率和可靠性等方面进行充分考虑，以确保设计的性能和可靠性。
总之，半桥 LLC 开关电源设计是一种高效、稳定的电源设计方案，适用于各种电子设备。
通过充分考虑各种因素和采用合适的控制技术，可以实现满足需求的设计。
在实际应用中，还需根据具体情况进行适当调整和优化，以提高设计的性能和可靠性。
全桥llc开关电源原理
全桥llc开关电源原理
全桥LLC开关电源是一种高效率、高性能的电源拓扑结构，常用于工业电子、通信设备和电源适配器等领域。
全桥LLC开关电源的原理可以从多个角度来解释。
首先，从电路结构来看，全桥LLC开关电源由LLC谐振变换器和全桥变换器两部分组成。
LLC谐振变换器由电感L、电容C和电阻R组成，通过谐振实现零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)，从而减小开关损耗，提高效率。
全桥变换器由四个功率开关管组成，可以实现双向开关控制，从而实现输出电压的调节和控制。
其次，从工作原理来看，全桥LLC开关电源在工作时，首先通过LLC谐振变换器将输入电压进行谐振变换，降低电压的峰值和开关损耗，然后通过全桥变换器进行电压变换和输出控制。
在整个工作过程中，LLC谐振变换器的谐振特性使得电路在开关过程中产生的电压和电流波形更加柔和，减小了电磁干扰和损耗，提高了电源的稳定性和可靠性。
另外，从性能特点来看，全桥LLC开关电源具有高效率、高功率密度、低电磁干扰等优点。
由于谐振特性的引入，使得电源在高
频率下工作时仍能保持较高的效率，同时减小了体积和重量，适合于要求功率密度高的场合。
另外，全桥结构的双向控制使得电源输出电压范围更加灵活，适用于不同的应用场景。
总的来说，全桥LLC开关电源通过LLC谐振变换器和全桥变换器的组合实现了高效率、高性能的电源转换，具有较好的稳定性和可靠性，适用于多种工业和通信设备领域。
llc电源设计步骤
llc电源设计步骤
LLC电源设计的步骤如下：
1. 确定需求：明确电源的输入电压范围、输出电压要求、负载要求等，以及其他特殊要求。
2. 选择拓扑结构：根据需求选择合适的LLC拓扑结构，如全
桥LLC、半桥LLC等。
3. 选取主要元器件：选择合适的主变压器、开关管、电容等主要元器件。
4. 确定参数：根据需求和选择的元器件，计算得到一些重要参数，如输出电流、输出功率、电感值、电容值等。
5. 确定控制策略：选择合适的控制策略，如电流模式控制、电压模式控制等。
6. 进行仿真：借助电源设计软件，对电源进行仿真分析，验证设计是否满足需求。
7. PCB设计：根据电源的尺寸和形状，进行PCB的布线设计。
8. 元器件安排：按照电路布线，安排元器件的位置。
9. PCB制作：将PCB设计文件发送给PCB制造厂家，制作电
源的PCB。
10. 焊接装配：将元器件焊接到PCB上，并进行装配工作。
11. 调试与测试：对制作完成的电源进行调试和测试，确保电源工作正常。
12. 优化改进：根据测试结果，对电源进行优化改进，如增加稳压控制电路、降低功率损耗等。
13. 批量生产：完成以上步骤后，可以进行批量生产。
开关电源llc拓扑优点
开关电源llc拓扑优点开关电源LLC拓扑是一种常见的开关电源拓扑结构，具有多方面的优点。
下面我们将详细介绍LLC拓扑的特点和应用，希望能为读者提供有效的指导意义。
首先，LLC拓扑具有高效率和高功率密度的优点。
相比传统的开关电源拓扑，LLC拓扑能提供更高的功率转换效率，减少能量损耗。
其高效率使得电源的热耗散减少，可实现更高的功率密度，适用于各类电子设备的紧凑设计。
其次，LLC拓扑具有较低的电磁干扰。
LLC拓扑采用谐振技术，在开关过程中产生的电磁噪声较小。
这对于需要低电磁干扰的应用场景尤为重要，比如无线通信设备、医疗设备等。
同时，LLC拓扑能有效滤除高频噪声，减少对其他电子设备的干扰。
第三，LLC拓扑具有较好的过载能力和稳定性。
由于LLC拓扑能自动调整频率和占空比，因此在负载变化较大的情况下能够保持较为稳定的输出电压和电流。
这种特点使得LLC拓扑在应对突发负载、瞬态响应等方面具有良好的性能，保护电子设备的稳定运行。
此外，LLC拓扑还具有输出电压精度高、响应速度快等特点。
LLC 拓扑在实际应用中可以实现较高的输出电压精度，满足对电源稳定性的要求。
同时，其响应速度快，可以快速响应负载变化，保持输出电压的稳定性，降低设备故障的风险。
综上所述，LLC拓扑作为一种优秀的开关电源拓扑结构，在多个方面具有突出的优势。
其高效率、低电磁干扰、过载能力和稳定性等特点，使其广泛应用于各类电子设备，提升设备性能和可靠性。
对于电源系统设计者来说，选择LLC拓扑结构能够有效改进开关电源的性能，实现更好的电能管理和节能效果。
因此，在实际应用中，我们应充分发挥LLC拓扑的优点，并结合具体的系统需求，进行合理的电源选型和设计，使得电子设备能够获得更稳定、高效、低噪声的电源供应，提高产品竞争力和用户体验。
【分享】PFCLLC设计的600W开关电源调试全过程及经验讨论
【分享】PFCLLC设计的600W开关电源调试全过程及经验讨论电源规格: AC170~265V，输出电压可调范围：90-140VDC，输出电流可调范围：0.5-4.5A，电源要求有并机均流功能，电流不平衡度小于3%。
有热插拔功能，当模块故障时、自动脱离均流母线，不影响其它模块正常均流。
具有与自动化系统连接遥控接口，提供RS485 通讯接口。
保护等更多的功能规格，详情参见阅读原文。
本文主题1、有关 LLC 的一些基本概念及其理解2、LLC 的基本工作原理。
3、本电源原理图设计思路以及考虑的问题4、磁性器件设计以及计算。
5、调试遇到的问题分享与讨论。
6、在电源行业摸爬滚打了5年了，换了一次公司，听说的以及和同行交流发现唯一不变的是降成本，电子行业产品利润越来越低，有人说在电子行业创业，比如火如荼的移动互联网难，大家觉得呢？……看似很简单的问题，未必每个人都了解的很清楚。
首先提一个LLC 启动的问题，大家觉得双谐振电容的LLC 启动是个怎样的过程？欢迎一起讨论。
与传统PWM（脉宽调节）变换器不同，LLC 是一种通过控制开关频率（频率调节）来实现输出电压恒定的谐振电路。
它的优点是：实现原边两个主 MOS 开关的零电压开通（ZVS）和副边整流二极管的零电流关断（ZCS），通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。
学习并理解 LLC，我们必须首先弄清楚以下两个基本问题：1什么是软开关LLC电路是如何实现软开关的。
由于普通的拓扑电路的开关管是硬开关的，在导通和关断时 MOS 管的 Vds 电压和电流会产生交叠，电压与电流交叠的区域即 MOS 管的导通损耗和关断损耗。
如图所示。
为了降低开关管的开关损耗，提高电源的效率，有零电压开关（ZVS ）和零电流开关（ZCS）两种软开关办法。
零电压开关（ZVS）：开关管的电压在导通前降到零，在关断时保持为零。
零电流开关（ZCS）：使开关管的电流在导通时保持在零，在关断前使电流降到零。
LLC半桥谐振开关电源原理介绍与逆变电路
LLC半桥谐振开关电源原理介绍与逆变电路LLC半桥谐振开关电源（LLC Half-Bridge Resonant Switching Power Supply）是一种高效率、高性能的电力转换器，常用于工业、通信和消费电子设备中。
本文将介绍LLC半桥谐振开关电源的基本工作原理，并探讨逆变电路的应用。
一、LLC半桥谐振开关电源原理1.输入电路：输入电路通常由电源电网和整流器组成。
电源电网通常是交流电，而整流器将交流电转换为直流电，为开关转换器提供输入电源。
2.开关转换器：开关转换器是LLC半桥谐振开关电源的核心部分，负责将输入直流电转换为高频交流电，并控制输出直流电的电压和电流。
开关转换器包括两个开关和一些电容和电感元件。
-开关：开关通常是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极性晶体管），用于控制电流的通断。
-电容和电感：电容和电感元件形成谐振电路，通过调节电容和电感的数值，可以实现电流和电压的转换。
3.输出电路：输出电路通常由滤波器和稳压器组成。
滤波器使得输出电流更加稳定，稳压器则使得输出电压恒定。
在LLC半桥谐振开关电源中，开关转换器的关键是谐振电路的设计。
通过调节电容和电感的数值，使得谐振频率与输入电流的频率相匹配，从而实现能量的高效传输。
二、逆变电路的应用逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电力转换器。
逆变电路在很多应用中都有广泛的应用，如太阳能发电和电动车充电器等。
逆变电路有两种常见的类型：交流逆变器和直流逆变器。
1.交流逆变器：交流逆变器将直流电转换为交流电，常用于太阳能发电，将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。
-单相交流逆变器：将单相直流电转换为单相交流电。
-三相交流逆变器：将三相直流电转换为三相交流电。
2.直流逆变器：直流逆变器将直流电转换为交流电，常用于电动车充电器等应用。
逆变电路的工作原理与LLC半桥谐振开关电源类似。
通过调节开关的通断状态，控制直流电的流动，实现交流电的输出。
llc开关电源工作原理-概述说明以及解释
llc开关电源工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述LLC开关电源作为一种高效率、低噪音、小体积的电源，在各种应用领域得到了广泛的应用。
本文旨在深入探讨LLC开关电源的工作原理，揭示其高效率和稳定性的关键原因。
首先，我们将介绍LLC开关电源的基本原理，包括其电路结构和工作原理。
然后，我们将详细分析LLC开关电源在工作过程中的动态特性和控制策略，以及其与传统开关电源的区别。
最后，我们将总结LLC开关电源的优势和未来发展的方向，为读者提供更深入的理解和思考。
通过本文的阐述，相信读者将对LLC开关电源有更全面的认识，并能更好地应用于实际工程中。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示：文章结构的主要部分包括引言、正文和结论。
在引言部分，我们将介绍llc开关电源的基本概念和相关背景知识，以及文章的目的和意义。
在正文部分，我们将深入探讨llc开关电源的基本原理和工作过程，包括其在电力转换中的作用和重要性。
最后，结论部分将总结llc开关电源的工作原理，同时探讨未来该技术的发展方向和应用前景。
通过这样的文章结构，读者可以全面了解llc开关电源的工作原理及其在电力行业中的应用和发展趋势。
1.3 目的本文旨在深入探讨llc开关电源的工作原理，帮助读者更好地理解该技术的核心概念和工作过程。
通过对llc开关电源的基本原理和工作过程进行详细阐述，读者可以了解其在电力电子领域中的重要性和应用范围。
同时，我们也将探讨llc开关电源的未来发展方向，以期为相关研究和应用提供参考和启示。
通过本文的阐述，读者可以对llc开关电源有一个全面的认识，从而为其在实际应用中的设计和优化提供指导和参考。
2.正文2.1 llc开关电源的基本原理LLC开关电源是一种高效率、高功率密度的电源转换器，其基本原理是通过LLC谐振拓扑结构实现电能的高效转换和稳定输出。
LLC转换器由电感(L)、电容(C)和传统的开关电源拓扑结构组成，具有三大特点：零电压开关(ZVS)、恒定开关频率和恒压输出。
llc 电源方案
llc 电源方案LLC电源方案一、简介LLC电源方案（LLC Power Architecture）是一种高效且可靠的电源系统设计方案。
LLC电源方案主要由LLC拓扑结构和相应的控制电路组成，具有以下特点：高效、低功耗、快速响应、稳定可靠等。
本文将详细介绍LLC电源方案的工作原理、应用领域以及未来发展方向。
二、工作原理LLC电源方案采用LLC拓扑结构，该结构由电源输入端的电感、电容构成，并通过共振电路与输出侧电路相连接。
控制电路主要由LLC反馈控制器、开关管驱动电路和PWM（脉宽调制）控制电路组成。
LLC拓扑结构的优势在于：1. 实现零电压开关（Zero Voltage Switching, ZVS），减少开关过程中产生的功耗和电磁干扰；2. 提供高电流输出，能适应各种负载要求；3. 高效率转换能力，节约能源，降低功耗；4. 输出电压稳定，响应速度更快。
LLC电源方案的控制电路则负责监测输出电压，并通过调整功率开关管的开关频率，控制输出电压的稳定性。
PWM控制电路根据反馈电压信号，利用脉宽调制技术对开关管的开关周期进行调整，以达到稳定输出电压的目的。
三、应用领域LLC电源方案具有广泛的应用领域，特别适用于以下场景：1. 数据中心服务器：LLC电源方案提供高效、稳定的电源输出，可以有效降低服务器功耗，并提升数据中心的能源利用效率。
2. 电动汽车充电桩：LLC电源方案能够提供高功率输出，满足电动汽车充电桩对电能的需求，并提供快速响应和可靠性保证。
3. 智能家居系统：LLC电源方案具有较低的功耗、高效的能源转换能力，可以为智能家居系统提供可靠的电源支持。
4. 工业控制设备：LLC电源方案不仅能够满足工业控制设备对高效、稳定电源的需求，还具备快速响应和抗干扰的特点。
四、未来发展方向随着科技的不断进步和市场需求的增长，LLC电源方案将在以下方面得到进一步优化和发展：1. 提高能源转换效率：通过优化LLC拓扑结构和控制电路，进一步降低能源转换过程中的损耗，提高整体效率。
llc开关电源原理
llc开关电源原理
LLC开关电源是一种高效率、低损耗的电源设计，其工作原
理基于LLC谐振拓扑。
LLC谐振拓扑是一种由L（电感）和C（电容）元件组成的电路。
在LLC开关电源中，主要由输入滤波电容Cin、输入电
感Lin、谐振电容Cres、谐振电感Lres、变压器Pri和Sec两
侧的绕组组成。
其工作原理如下：
1. 开关状态1：当开关管S1关闭，开关管S2导通时，电感
Lin中储存的能量开始释放，使得输入电流从Vin方向流向
Lres和Cres。
此时，变压器Pri侧的电流开始增加。
2. 开关状态2：当开关管S2关闭，开关管S1导通时，由于电
感Lres的储能特性，电流仍然会继续流动，但是流向变为了
变压器的Sec侧。
这时，变压器Pri侧的电流开始减小。
3. 开关状态3：当开关管S1关闭，开关管S2导通时，电感
Lin再次开始储存能量，使得电流从Vin方向流向Lres和Cres。
此时，变压器Sec侧的电流开始减小。
通过以上的三个开关状态的交替，电流在LLC谐振拓扑中形
成了谐振的特性。
这种谐振可以有效地减少开关管上的开关损耗，并使得电源的转换效率提高。
除了上述的工作原理外，LLC开关电源还可以通过控制开关
频率和占空比来实现电力的调节和稳定输出。
通过合理的控制，
可以满足不同负载情况下的需求，并提供稳定的电压和电流输出。
总之，LLC开关电源利用LLC谐振拓扑的特性，能够实现高效率、低损耗的电能转换。
将其应用于各种电力系统中，可以提供可靠稳定的电源输出。
llc谐振开关电源电路原理
llc谐振开关电源电路原理LLC谐振开关电源电路原理LLC谐振开关电源电路是一种高效、稳定和可靠的电源设计方案，广泛应用于各种电子设备中。
本文将为您介绍LLC谐振开关电源电路的原理和工作方式。
LLC谐振开关电源电路由LLC谐振变压器、开关管、电容和电感等元件组成。
其工作原理基于LLC谐振拓扑结构，通过定时开关的方式将输入电源转换为所需的输出电压。
LLC谐振变压器是LLC电源电路的关键组件。
它由主绕组和副绕组组成，主要负责电压转换。
当输入电压施加到主绕组时，通过副绕组的电感和电容产生谐振，从而实现电压的转换。
谐振的频率由电感和电容的数值决定，通过合理选择电感和电容的数值，可以使LLC谐振变压器在高效、稳定的工作状态下运行。
开关管是LLC谐振开关电源电路的关键控制元件。
开关管的开关操作由控制电路控制，根据输入电压和输出负载的变化情况，控制电路会调整开关管的开关频率和占空比，以保持输出电压的稳定性。
开关管的开关操作使LLC谐振变压器工作在LLC谐振状态下，从而提高了电源的效率和稳定性。
电容和电感是LLC谐振开关电源电路中的重要元件，它们分别用于储存和释放能量。
电容通过吸收和储存电能，电感则通过积累和释放磁能。
它们与LLC谐振变压器共同实现了能量的转换和传递，从而实现了电源的高效工作。
总的来说，LLC谐振开关电源电路通过LLC谐振变压器、开关管、电容和电感等元件的协同工作，实现了输入电源到输出电压的转换。
其工作原理基于LLC谐振拓扑结构，通过合理选择电感和电容的数值，通过控制开关管的开关操作，使电源工作在LLC谐振状态下，从而提高了电源的效率和稳定性。
LLC谐振开关电源电路具有许多优点，例如高效、稳定和可靠。
相较于传统的开关电源电路，LLC谐振电路可以减少电源的能量损耗，提高电源的效率。
同时，LLC谐振电路还具有较低的输出电压波动和较高的输出电流能力，可以满足各种电子设备对电源的要求。
LLC谐振开关电源电路是一种高效、稳定和可靠的电源设计方案。
llc开关电源设计书籍
llc开关电源设计书籍LLC开关电源设计是电力电子领域的一个重要课题，本文将介绍一些相关的书籍，帮助读者更好地了解LLC开关电源的设计原理和方法。
1.《LLC Resonant Converter: Analysis, Control, and Design》这本书是由Ming Xu和Gerhard W. Semmelhack合著的，是关于LLC谐振变换器分析、控制和设计的权威指南。
书中详细介绍了LLC拓扑的工作原理、分析方法和设计步骤，并提供了实际的设计示例和实验结果。
此书适合电力电子工程师和研究人员阅读，对于深入理解LLC开关电源的原理和设计方法非常有帮助。
2.《Design of LLC Resonant Converter with Adaptive Control》这本书是由Li Yang编写的，主要介绍了带自适应控制的LLC谐振变换器的设计方法。
书中首先介绍了LLC拓扑的基本原理和特点，然后详细讲解了自适应控制的原理和设计步骤。
此书还包含了大量的仿真结果和实验验证，可以帮助读者更好地理解和应用自适应控制技术。
3.《Power Electronics: Converters, Applications, and Design》这本书是由Ned Mohan、Tore M. Undeland和William P. Robbins合著的，是电力电子领域的经典教材之一。
书中系统地介绍了各种电力电子变换器的原理、应用和设计方法，包括LLC谐振变换器。
此书内容丰富，结构清晰，适合作为电力电子专业的教材或参考书使用。
4.《Switching Power Supply Design》这本书是由Abraham I. Pressman、Keith Billings和Taylor Morey合著的，是关于开关电源设计的经典教材之一。
书中系统地介绍了开关电源的设计原理、电路拓扑和控制方法，包括LLC谐振变换器的设计。
llc开关电源原理
llc开关电源原理
LLC开关电源是一种高效率、稳定性和可靠性较高的开关电源技术。
其工作原理如下：
1. 输入电源：LLC开关电源的输入电源通常是交流电源，通过整流电路将交流电源转换为直流电压。
2. 输入滤波：输入滤波电路对输入电源进行滤波处理，以去除电源中的高频噪声和电磁干扰。
3. 输入稳压和限流：在输入电压波动和短路情况下，通过输入稳压和限流电路保证输出电压和电流的稳定性和安全性。
4. 输入控制：输入控制电路根据输出负载的需求，通过对输入电压和电流进行控制，调节输出电压和电流的大小。
5. 反馈控制：反馈控制电路将输出电压与参考电压进行比较，产生误差信号，然后通过比较器调整开关管的开关时间和开关频率，使得输出电压能够稳定在设定值附近。
6. 电源开关：开关管根据控制信号进行开关操作，将输入电源的直流电压转换为高频脉冲。
7. 输出变换：通过变压器将高频脉冲变换为所需的输出电压和电流，并通过输出整流电路将高频信号转换为直流电源。
8. 输出滤波：输出滤波电路对输出电源进行滤波处理，以去除输出电源中的高频噪声和波动。
9. 输出稳压：输出稳压电路根据需要对输出电压进行进一步稳压处理，保证输出电压的稳定性和精度。
通过以上一系列的控制和转换步骤，LLC开关电源可以将输入电源转换为稳定、可靠的输出电压和电流。
同时，LLC开关电源还具有高效率、低热损耗和较小的体积等特点，广泛应用于电子设备、通信设备、工业设备等领域。
60+小时深度讲解半桥串联谐振软开关llc开关电源设计_概述
60+小时深度讲解半桥串联谐振软开关llc开关电源设计概述1. 引言1.1 概述半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计是一种广泛应用于电子设备中的高效率、稳定性良好的电源设计方案。
该设计基于半桥串联谐振软开关和LLC拓扑结构，通过充分利用谐振特性和软开关技术，实现了功率转换过程中的低损耗和小尺寸化。
本文将全面深入地讲解半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计的相关知识和步骤，并以实例分析和应用案例分享为支撑，帮助读者更好地理解该设计方案并能够在实际应用中进行有针对性的设计。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，每个部分包含详细内容如下：第一部分是引言部分。
我们将介绍半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计的概述、文章结构和目的，为读者提供一个整体了解。
第二部分将详细介绍半桥串联谐振软开关和LLC开关电源的基本原理和特点，使读者能够对这两个重要组成部分有一个清晰的认识。
第三部分将深入讲解半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计的具体步骤和流程。
我们将从电路拓扑选择和分析、参数计算和元件选择以及控制策略设计和仿真验证三个方面进行详细阐述，帮助读者在设计过程中能够有条不紊地进行。
第四部分将通过实例分析和应用案例分享，展示半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计在不同情境下的应用场景和解决方案。
我们将分享一个100W半桥串联谐振软开关LLC电源设计与实现的案例，一个高效率高功率300W半桥串联谐振软开关LLC电源设计实践案例，以及一个线性及非线性负载适配的多输出变换器设计案例研究。
最后一部分是结论部分。
我们将对本文内容进行总结，并展望半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计的未来发展趋势，并提出一些讨论问题供读者进行进一步思考与交流。
1.3 目的本文旨在提供一个全面、深入、系统的介绍半桥串联谐振软开关LLC开关电源设计的文章，帮助读者理解该设计方案的工作原理、设计步骤和流程，并通过实例分析和应用案例分享，让读者能够将理论知识与实际应用相结合，为电源设计提供有参考价值的指导。
【开关电源设计】LLC轻载下电压增益失真与数字化Burst的研究
[1] Yiqing Ye, Chao Yan, Jianhong Zeng, Jianping Ying. A Novel Light Load Solution for LLC Series Resonant Converter[C].
IEEE Pro. INTELEC 2007, Rome, Italy, 2007, pp. 61-65.
四、实验验证
若不考虑LLC变换器在空载或轻载下的输出电 压增益失真问题，则变换器会因为没有合适的闭环 工作频率点，在开机软启阶段接近结束的时候发生 输出过压保护的问题。
因此，基于上述分析，在硬件设计上采用较大 的电感系数k=10，同时考虑到样机生产过程中的器 件参数误差，采用“10%载以下Burst控制模式”的控 制策略，实现了样机的正常工作，并在一定程度上 提高了轻载效率。
2
1 1 k 1 f 1 n 2 C n1 fn 2 Q fn f 1 n
左图为：以k=5为例，通过Mathcad 软件仿真得到不同Ceq时的空载增益 曲线。
理想情况下（Ceq=0），当LLC谐振变换器的工作频率增加，其电 压增益减小，尤其当工作频率大于谐振频率fr时，电压增益的减小变得 缓慢。
Vo Vo_max
Vo_min
0
t
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
fBurst
f周期
t
10
表2 样机参数表
输出电压 输出电流 输入电压 谐振频率 谐振电感 谐振电容
12V 20A 360~420V 105kHz 84μH 30nF
原边开关管 SPP15N60CFD
整流二极管 MBR60L45CTG 控制芯片 dsPIC33FJ16GS502
7
(2) 增大电感系数k值
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
VD _ Max = 2 *VO = 2 * 24 = 48 Io 10 ID _ Avg = = = 5 A(24V ) 2 2 PD _ Conduct _ loss = VD _ Conduct _ Avg * ID _ Avg = 0.7 * 5 = 3.5W
4.4 谐振电容电流有效值、最大电压
VinNom 400 2 n= 2 = = 8.1 Vo + VD 24 + 0.7
实际计算步骤
3.2 最高、最低输入电压的增益
G min = 2n *
(Vo + Vd ) (24 + 0.7) = 2 * 8.1* = 0.952 VinMax 420 (Vo + Vd ) (24 + 0.7) G max = 2n * = 2 * 8.1* = 1 .6 VinMin 250
LLC设计步骤
LLC的基本原理 LLC的设计方法 LLC的几个问题
LLC的基本原理
MOSFET适合零电压开关
1 2 CVDS + 2
开通损耗
MOSFET适合零电压开关
关断损耗
MOSFET的零电压开关
VDS
VGS
ir
关断损耗避免不了
MOSFET开通前,其Vds电压已 经为零,则为零电压开通(ZVS)
4
π
4n
π
Vp
nVo 4n = VP | G |= = Vin π VS 1 VS 1 2 4 sLp // Rac = 1 / sCr + sLr + ( sLp // Rac)
n
π
VP
LLC的稳压原理
输入或负载变化时引起 Vp变化
Lp k= Ls
通过改变频率使1/sCr+sLr的 分压相应改变，最终维持负载 电压不变,即Vp不变
3.3 计算等效为24V输出的负载电阻和反射电阻
VO 2 24 2 RL = = = 2Ω PO 288
RAC = n
2
8
π
2
RL = 8.1 *
2
8
π
2
* 2 = 106.5
实际计算步骤
3.4 取k＝3 3.5 计算Q,fmin,fmax,Ls,Lp,Cr
0.95 G max 2 0.95 1 .6 2 Q= * k+ = * 3+ 2 = 0.426 2 k * G max G max − 1 3 *1.6 1.6 − 1
归一化的计算步骤
1. 确定输入输出指标 2. 选择谐振频率和选择操作区域 3. 计算变压器变比和谐振元件值 4. 计算功率器件电压电流应力 5. 选择器件和变压器设计
实际计算步骤
1. 输入输出指标 输入电压范围： VinMin=250V, VinMax=420V 额定输入电压：VinNom=400VDC 输出电压电流（最大值）：24V/10A, 12V/4A 输出功率：Po=24×10＋12×4＝288W 2. 选择谐振频率和工作区域 谐振频率fr=100KHz 额定输入输出时电源工作在fr 3. 计算变压器变比和谐振元件值 3.1 理论变比
ZVS的实现需要驱动信号来时有 电流从S到D流通,LLC可以实现
LLC的架构
Lp k= Ls
L L C 两个谐振频率
1 2π LsCr 1 fr 2 = 2π (Ls + Lp )Cr fr =
LLC的详细工作过程
Acrobat Document
输入FHA等效电路
Ir
Vin 2 1 Vs = + Vin ∑ sin( 2nπfswt ) 2 π n =1, 3, 5... n
π 2 −8 ⎛ πIo ⎞ ICo _ Rms = ⎜ Io = 2.32 A ⎟ − Io 2 = 8 ⎝2 2⎠
2
实际计算步骤
5. 选择器件和变压器设计 MOSFET: 满足20％裕量,电压500V，电流从发热和Coss考虑(保证 高压时ZVS) Cr: 满足RMS电流的要求，电压为计算值1.5倍左右 Co:满足RMS电流要求 D: 电压满足20％裕量;电流考虑到不平衡,取40％裕量，其余从发热考虑 变压器实际变比
Gmax已知，3 个变量，无法 求出Q值
K值的确定
k=4 k=1
k=16 K值越小，获得相同增益 的频率变化范围越窄 K 值越大，获得相同增益 的频率变化范围越宽
K值的确定
k=1
k=4
k=16
k值越大，MOSFET在fr附近的导通 损耗和开关损耗越低 综合以上考虑k一般取2.5-6的范围
Q值的讨论
VO ICr _ rms = Irms = 8nRL
2n 4 RL2 + 8π 2 = 1.6 A Lm 2 fr 2
Vin _ Max 1 420 IOCP + 2 * Irms _ Max * = + VCr _ Max ≅ 2 2πfrCr 2 2πfrCr
实际计算步骤
4.5 输出电容的电流有效值(f=fr,24V输出)
4.2 MOSFET电压,电流最大值,电流有效值
VMos = VinMax = 420V
IMax _ Mos = IOCP
1.6 Irms _ Mos = Irms = = 1.13 A 2 2
PConduct _ loss = Irms _ Mos Rds = 1.28 Rds
2
实际计算步骤
4.3 次级整流管电压,电流,损耗(24V输出）
Q * RAC 0.426 *106.5 Ls = = = 72uH 2πfr 2π *100
Lp = k * Lr = 3 * 72 = 216uH
3.6 核算Im>Ip
VinMax 420 Im = = = 3.36 A 4 f max* ( Lr + Lp ) 4 *108.5 * (72 + 216)
| G ( f ) |=
f x= fr
2πfrLs Q= RAC
k * ( x) 2 {(1 + k ) * ( x) 2 − 1}2 + {Qk ( x) * [( x) 2 − 1]}2
LLC的DC特性
ZVS区域2
ZCS区域
ZVS区域1
ZVS区域1的波形
f>fr 开关频率大于谐振频率 上管开通前电流由S-D流通
k
再看变量
| G max |= k * ( x) 2 {(1 + k ) * ( x) 2 − 1}2 + {Qk ( x) * [( x) 2 − 1]}2
仍有Q, x 为未知量，需要新的条件才 能解出Q值，从而确定Cr, Lr, Lm 已知量
从阻抗想办法
LLC的阻抗特性
Zin
1 + sLr + ( sLp // Rac) sCr 1 x2k 2 xk ]} = Zo *{Q * + j[ x − + 2 2 2 2 2 2 1+ x k Q x 1+ x k Q Zin =
再看增益公式，把Qmax(x)带入公式，可求出x，再得到 Qmax，从而得到Cr, Lr, Lm；令Q=0得空载工作频率
| G max |=
k * ( x) 2 {(1 + k ) * ( x) 2 − 1}2 + {Q * k * ( x) * [( x) 2 − 1]}2
代换为x 只有x是未知量
Lr + Lp k +1 3 +1 nreal = n * = n* = 8 .1 * = 9.35 Lp k 3
实际计算步骤
初级最小匝数(EER40)
nreal (Vo + Vd ) 9.35(24 + 0.7) NP _ Min = = *103 = 32.5 2 f min* ∆B * Ae 2 * 59.5 * 0.4 *149
满足Gmax的 Q值有很多 Gmax
Q对初级电流的影响
Q= 2πfrLs RAC
Q ↓⇒ Ls ↓⇒ Lp = k * Ls ↓⇒ Lm = (Ls + Lp ) ↓⇒ ILP ↑
VO Irms = 8nRL
2n 4 RL2 + 8π 2 ↑⇒ η ↓ L m 2 fr 2
K值固定后，在保证ZVS的 条件下尽量选用大的Q值
Vs1 =
2
π
Vin sin( 2πfst )
输出FHA等效电路
Vr1 Ir1
Vr1 =
4
π Ir1 = IR1 sin(2πfst − ϕR )
Vr1, Ir1同相,所以阻抗为电阻
Vo sin( 2πfst − ϕR )
2 Ts / 2 2 Io = ∫ IR1 | sin( 2πfst − ϕR ) | dt = IR1 π Ts 0
只有x是未知量
结果
f
min
=
fr 1 + k (1 − 1 G max
2
f )
max
=
fr 1 1 + k (1 − ) G min
0.95 G max 2 Q = 0.95Q max = * k+ k * G max G max 2 − 1
Q * RAC Ls = 2πfr
1 Cr = 2π * fr * RAC * Q
Lp = k * L s
ZVS的另一个限制
Im Ip
VinMax T min Im = * Ls + Lp 4 VinMax = 4 f max* ( Ls + Lp )