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LLC 谐振变换器参数设计1 电路概述图1 为半桥结构的LLC谐振变换器的主电路拓扑，两个主开关S1和S2构成一个半桥结构，其驱动信号均是固定0.5 占空比的互补信号，串联谐振电感Ls、串联谐振电容Cs和并联谐振电感Lp 构成LLC谐振网络。
该谐振网络连接在半桥的中点和地之间，因此谐振电容Cs也起一个隔直的作用。
在变压器副边，整流二极管D1和D2 组成中间抽头的整流电路，整流二极管直接连接到输出电容Co上。
当并联电感Lp上的电流iLp大于谐振槽路上的电流ip 时，电流ip1 大于零，原边向副边输送能量，同时并联电感两端电压被箝位，参与谐振的只有串联谐振电感Ls 和串联谐振电容Cs，此时的谐振频率称为串联谐振频率，记作fs；当并联电感上的电流iLp在其上箝位电压的作用下线性上升到与谐振槽路电流ip 相同时，电流i p1 减小到零，原边不再对副边传输能量，此时并联谐振电感Lp 与串联谐振电感Ls、串联谐振电容Cs 一起参与谐振，其谐振频率称为串并联谐振频率，记做fm。
当开关管的工作频率小于fm时，变换器工作在容性状态；当开关频率处于fm和fs 之间时，变换器工作在感性且副边整流二极管处于零电流关断状态；当开关频率大于fs时，零电流关断条件不再存在，LLC等同于一般的串联谐振电路。
图1 LLC 谐振变换器的主电路2 LLC变换器的建模和参数设计开关管S1 和S2 互补导通，在vAB上形成一方波电压；因为输出恒定，所以通过全波整流电路和中间抽头变压器等效到变压器原边同样形成一个方波电压，如图2所示为LLC谐振变换器的交流等效电路。
图2 中RAC 为电压型负载全波整流电路的交流等效负载图2 LLC 谐振变换器交流等效电路用交流分析法可得到交流基波电压增益：式中：k 为系数，k=Lp/Ls；fs为谐振频率f为开关频率。
而Ein 和Eo 分别为输入、输出电压基波有效值，其值为串联谐振电路品质因数经推导直流增益为根据以上推导的直流增益解析式，再采用Mathcad 得到直流增益与工作频率的关系如图3所示。
半桥llc谐振变换器工作原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本篇文章主要介绍了半桥LLC谐振变换器的工作原理，从基础概念出发，逐步深入解释其原理和设计考虑。
半桥LLC谐振变换器作为一种高效率、高稳定性的电源转换器，在工业、计算机以及新能源领域应用广泛。
通过该文章的阅读，读者可以全面了解半桥LLC谐振变换器的内部结构、工作原理以及应用案例分析，并对实现该变换器的关键要点有所掌握。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、半桥LLC谐振变换器工作原理、实现半桥LLC 谐振变换器的要点、实际应用案例分析以及结论与展望。
在引言中，将简要概括文章内容并说明目的，帮助读者对全文有一个初步的认识和预期。
接下来，我们将详细介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理，包括概述、原理详解以及关键参数和设计考虑。
然后，我们将讨论实现该变换器所需注意的要点，包括控制策略选择与设计、调节回路设计与优化以及功率传输与效率提升技术。
随后，通过实际应用案例分析，我们将覆盖工业、计算机和新能源领域中半桥LLC谐振变换器的具体应用情况。
最后，在结论与展望部分，对文章进行总结，并展望未来该领域的研究方向。
1.3 目的本文的目的是介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理及其相关要点和应用案例，为读者提供一个全面深入的了解。
通过本文，读者将能够掌握该变换器的基本概念、内部结构以及关键设计参数和考虑因素。
此外，通过实际应用案例分析，读者可以更好地了解半桥LLC谐振变换器在不同领域中的具体应用场景和效果。
最后，在结论与展望部分，我们会对该领域未来发展方向进行初步讨论。
希望通过这篇文章，读者可以加深对半桥LLC谐振变换器的理解，并在相关领域中有所应用和创新。
2. 半桥LLC谐振变换器工作原理2.1 谐振变换器概述谐振变换器是一种常用的电力电子转换器，其主要目的是将电能从一个形式转换为另一个形式。
在半桥LLC谐振变换器中，输入直流电压会被转换成高频交流电压，并通过输出侧得到所需的功率输出。
半桥LLC 谐振变换器目录概述硬开关与软开关分析对比LLC 工作原理工作模态分析效率分析计算设计总结概述全球对降低能耗的需求正在促进节能技术的推广。
在70W-600W 交流输入电源中，目前可能会做到更好功率，当然前提交流输入电源中目前可能会做到更好功率当然前提是很好的解决输出电压纹波噪声的基础上，由于LLC 谐振转换器（效率通常在90%以上）的效率高于标准电源拓扑，所以其运用越来越广泛。
本这为了设计出更高效率电源的目的，我们在以下报告内容探讨LLC谐振转换器相比硬开关转换器的功能优势，开关工作原理，谐振工作模态，效率计算分析等，做一个简要的介绍。
硬开关与软开关分析对比¾Hard switchHigher switching losses limit switching frequency.¾Low power density-¾Lower efficiency¾-Higher flux density level of transformer, bigger core size.¾Poor EMI ( high dv/dt and di/dt )¾Poor cross regulation¾Higher output ripple noiseHi h h l i i¾Higher thermal agitation ¾Higher voltage stress on MOSFET and rectifier diode硬开关与软开关分析对比Soft switch (LLC converter)9High efficiency9Primary MOS Zero-Voltage Switching9Secondary Rectifier Diode Zero -Current Switching & low Vf. 9High power density9Lower flux density level of transformer, smaller core size. 9Good EMI ( low dv/dt and di/dt)G d EMI(l d/dt d di/dt9Better cross regulation9Lower output ripple noise9Low thermal agitation9Cost effective9Low voltage stress on MOSFET and rectifier diode Simple Topology9LLC谐振变换器模块图谐振电感和漏感（包括初级侧漏感&次级侧漏感反射到初级并联Lm后的总和）L50%duty谐振电容和网络中的寄生电容之和LLC谐振转换器的简化AC等效电路LLC 变换器的直流特性分析基波分析法等效负载阻抗Rac推导考虑到变压器负载阻抗和变压器变比的平方成正比200228P V n R ac ∗∗=π9存在两个谐振频率Fr1&Fr2。
半桥LLC谐振变换器设计与仿真[图片]其中，Vg是输入电压，Vs和Vo分别是谐振电容两端的电压以及输出电压，Lr和Cr为谐振电感和谐振电容，Lm为变压器的主磁环路电感，Cp 为逆变器开关极的电容，Rd为负载电阻。
半桥LLC谐振变换器设计的第一步是选择合适的元件参数。
参数的选择对于谐振变换器的性能有着重要影响。
例如，谐振频率在理论上可以通过调节谐振电感和谐振电容来实现，但实际上还受到变压器耦合系数和谐振电容的品质因数的影响。
为了增强电路的稳定性和输出质量，通常在变换器中加入反馈控制回路。
输出电压的稳定性可以通过调节控制回路中比例和积分参数来实现。
在进行仿真之前，设计者需要进行理论分析和计算，以确定电路中各个元件的数值。
例如，可以通过研究输入电压的波形、电流和功率等参数来确定变压器的转换比。
在进行仿真之前，设计者还要考虑到电路的损耗问题。
例如，对于变换器的损耗进行建模，可以通过研究电压、电流和功率的分布情况来确定电路的损耗情况。
接下来，设计者可以利用仿真软件进行半桥LLC谐振变换器的设计与仿真。
仿真软件可以帮助设计者验证设计的正确性，并优化电路参数。
例如，设计者可以仿真电路的响应情况，包括电压波形、电流波形和功率波形等。
通过仿真可以帮助设计者分析电路的稳定性和效率，并进行参数的调整。
最后，设计者可以通过实际搭建电路进行实验验证。
实验可以帮助设计者验证仿真结果的准确性，并评估电路的实际性能。
通过实验结果，设计者可以进一步优化电路设计，并得到最终的实际应用方案。
综上所述，半桥LLC谐振变换器的设计与仿真是一个复杂的工程过程。
设计者需要对电路的基本原理和元件参数进行深入的理解和分析，通过仿真和实验验证，不断优化设计，最终得到满足实际应用需求的最佳设计方案。
LLC谐振半桥变换器的设计韩少韦;葛华勇;唐坤;刘宏强【摘要】LLC resonant half bridge power converter can regulate output over wide line and load variation with a rela-tively small variation of switch frequency,while maintaining excellent efficiency.It can achieve zero voltage switching (ZVS)over the entire operating range.It usually used in high power converter region.This paper firstly use first harmonic approximation(FHA)to develop the input-to-output voltage-transfer function.Then it analyzed the selection of electric pa-rameter.Finally,we designed a 300 W LLC converter working at 70~150 kHz.%LLC谐振半桥变换器可以在全电压范围内、全负载条件下使得初级端 MOSFET实现ZVS(零电压开关)，次级整流二极管实现ZCS(零电流开关)，减少了开关损耗，大大提高了效率。
而且在输入电压和负载范围变化比较大的情况下，其开关频率变化较小，有利于主参数的设计。
这种变换器通常应用在高频功率变换领域。
文中首先使用 FHA(基波近似原理)进行 LLC谐振半桥变换器的建模，然后分析了如何对变换器中的电气参数进行选择，最后设计了一个工作在70~150 kHz频率下300 W的 LLC谐振变换器。
半桥 LLC 谐振变换器参数计算1. 引言半桥 LLC 谐振变换器是一种常见的电源拓扑结构，其在电源应用中具有较为广泛的应用。
在设计半桥 LLC 谐振变换器时，合理计算各项参数对于其性能的提升具有重要意义。
本文将从半桥 LLC 谐振变换器的基本原理入手，介绍相关参数的计算方法，并结合实例进行说明。
2. 基本原理半桥 LLC 谐振变换器由半桥逆变器和LLC谐振拓扑结构组成。
其工作原理可分为两个阶段：谐振阶段和电流控制阶段。
在谐振阶段，电感和电容共同组成谐振回路，实现功率的传递和变换；在电流控制阶段，通过控制开关管实现输出电压的控制。
3. 参数计算在设计半桥LLC 谐振变换器时，需计算若干重要参数，其中包括电感、电容、开关管参数等。
3.1 电感参数电感参数的计算是半桥 LLC 谐振变换器设计中的重要一环。
电感值的选择需考虑到工作频率、电压和电流的要求。
一般而言，电感的计算公式为：L = V * (1-D) / (f * ΔI_L)其中，L为电感值，V为输入电压，D为占空比，f为工作频率，ΔI_L为电感电流波动。
3.2 电容参数另外，电容参数的计算亦为关键。
电容的选取需考虑到输出电压波纹、输出功率等因素，通常可以根据以下公式进行计算：C = I_out / (f * V_r)其中，C为电容值，I_out为输出电流，f为工作频率，V_r为输出电压波纹。
3.3 开关管参数开关管参数的选取也是至关重要的。
包括导通电流、耐压、开通损耗和关断损耗等指标都需要进行合理的计算和选取。
4. 实例分析为了更好的说明参数计算的方法，下面我们以某半桥 LLC 谐振变换器设计为例，进行参数计算和分析。
工作条件：输入电压：400V输出电压：48V输出电流：10A工作频率：100kHz电感和电容参数计算：根据上述工作条件，我们可以先计算出电感值和电容值的初步估算。
在具体设计过程中，还需综合考虑线性度、饱和电流等因素进行调整。
电感值计算：L = 400 * (1-0.5) / (100 * 5)L ≈ 4μH电容值计算：C = 10 / (100 * 4)C ≈ 25μF开关管参数选取：在实际设计中，需综合考虑导通电流、耐压、开通损耗和关断损耗等因素，选取合适的开关管。
