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LLC变压器匝数计算问题

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大浪淘沙123
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高级工程师
  • 2021-9-24 16:51:11
10问答币
看了很多LLC变压器原边匝数计算,公式:Np = [n*(Vo+Vf)] / (2*fmin*delta_B*Ae)。主要疑问就是:delta_B都是取值=0.4T,  正常来讲我们都是取得0.2~0.25T。有些人说是取得0.2T,由于是双向励磁所以就是0.4T,


但是公式里面分母已经有一个2了,这个就表示了双向励磁。因为这里的fmin不是每一个开关管的频率,就是电源开关频率,在这个周期内,Ae的变化才是由-0.2~0.2为0.4T。

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嗯,这个是我回得太随意了,应该是和fmin一起的 1/(2*fmin)=0.5*Tmax,0.5是占空比 反射电压是n*(Vo+Vf),但如同我2楼所说,正激类变压器只要保证半周期内不饱和即可,是可以取到0.39T的 也就是你理解的+/-0.4T是没有问题的,因为实际励磁的磁通没有V*Tonmax那么大,基本不超过V*Tonmax的一半 所以实际参与发热的磁感应强度是小于+/-0.2T的,很多时候只有不到+/-0.15T fmin只发生在最低输入电压和最高输出电压时刻,正常 ...
joezzhang
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  • 2021-9-24 17:08:47
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LLC也是半桥,属于正激类拓扑

对于正激类变压器,励磁电流产生的磁通不大,只要保证启动或者次级短路、开路之类的特殊情况下不饱和即可

所以频率不高的时候,取磁材的饱和磁感应强度来计算圈数即可,通常铁氧体在100C时的饱和磁感应强度为0.39T

正常工作时候的磁感应强度应该只有0.15T以下,在100kHz开关频率左右,这个发热是可以接受的

如果把LLC的工作频率提高到300kHz - 1MHz,那就要根据正常工作时的磁感应强度来选择圈数了,这个时候发热限制了可选的最大磁感应强度
大浪淘沙123
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高级工程师
  • 2021-9-24 17:23:03
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我感觉这个回答没有解决我的疑问。我就是想问,B=0.4T了,为什么分母还要除以2.
joezzhang
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LV8
副总工程师
  • 2021-9-24 17:36:29
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那个除以2不是跟B相关的,是因为半桥LLC所以除以2

n*(Vo+Vf)/2就是半桥的原边电压,不除以2就是全桥的原边电压
大浪淘沙123
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LV6
高级工程师
  • 2021-9-24 17:44:40
  • 倒数7
 
但是这里用的不是原边电压Vin,的确如果用Vin还说得通,半桥就是Vin/2。但是这里的电压就是副边电压通过匝比折算到原边的,不刚好就是原边线圈电压吗?而且每一个半周期线圈电压都是n*(Vo+Vf)。
joezzhang
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副总工程师
  • 2021-9-24 18:09:01
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嗯,这个是我回得太随意了,应该是和fmin一起的

1/(2*fmin)=0.5*Tmax,0.5是占空比

反射电压是n*(Vo+Vf),但如同我2楼所说,正激类变压器只要保证半周期内不饱和即可,是可以取到0.39T的

也就是你理解的+/-0.4T是没有问题的,因为实际励磁的磁通没有V*Tonmax那么大,基本不超过V*Tonmax的一半

所以实际参与发热的磁感应强度是小于+/-0.2T的,很多时候只有不到+/-0.15T

fmin只发生在最低输入电压和最高输出电压时刻,正常工作时fnor会高于fmin (1.4-2倍),尤其是带PFC的电路,正常工作385V-400V而最低工作电压小于345V

fmin和fnor相差越大,按fmin算的时候Bmax就可以取得越大


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大浪淘沙123
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高级工程师
  • 2021-9-26 09:43:31
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哦,对。应该就是你这么讲的。0.5是占空比,终于明白了,多谢!那如果是全桥谐振应该跟这个公式一样,1/2也不能去掉。 只是delta_B取值0.4T还是有点大,为什么正激类的作为变压器都可以取这么高,反激类的作为隔离电感兼变压器一般最大都是取0.25T呢?是因为作为隔离电感,需要DT时间内先励磁储存能量吗?这又是什么原理呢?
joezzhang
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最新回复
  • 2021-9-30 15:58:01
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因为反激输入电压范围宽,如果低压输入CCM高压输入DCM,那么低压时要保证Bm不超过0.4T,高压时要保证Bm可以满足发热要求
现在全电压范围DCM或者BCM的QR反激,取到0.3T-0.35T的也很多,只要开关频率不超60kHz,10W以下的变压器对这个程度的发热还是可以接受的


正激类一般只支持单电压范围输入,最坏工况不太可能长时间持续,尤其是前级带PFC的情况,所以按最坏工况算的时候取0.4T是可以的,核算正常工作时的delta B满足发热即可

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电压和占空比有关的
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总工程师
  • 2021-9-28 08:53:03
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很多时候考虑的不是饱和问题,而是发热问题
大浪淘沙123
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高级工程师
  • 2021-9-30 15:46:38
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是的,遇到过。
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