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全桥LLC谐振变换器中变压器的设计

    作者:宏拓新软件
    发布日期:2019-06-10         
阅读:122     
 
 
 LLC谐振变换器在全负载范围内易实现一次侧开关管的零电压开通(zero voltage switching, ZVS)和二次侧整流管的零电流关断(zero current switching, ZCS),因而具备高频化和高效率的优势,这使得LLC谐振变换器广泛应用于航天,电子,通信,电动汽车充电桩等领域[1-3]
      在实际应用中,变换器的核心器件高频变压器的设计尤为重要。为了减少变换器体积,需要提高开关频率,但其瓶颈就在于如何设计相应变压器。传统方法主要依靠经验,设计相对保守,且当前的产品对于减小体积、降低成本的需求愈加突出[4-6],因而需要更加严格的设计。此外,与普通变压器不同,LLC变换器中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能,这就需要设置合适的气隙以满足要求,之前也有关于气隙对磁芯影响的研究[7],但是并没有提出准确计算气隙的方法。
      针对以上问题,本文以全桥LLC谐振变换器中变压器为研究对象,提出了一套以AP法为基础的变压器设计方法,包括磁芯选取,线圈设计、气隙计算、高频损耗计算,解决了传统变压器设计可能造成的问题,例如磁芯选取过大,气隙选取不合理,提高了变换器效率功率密度。最后应用该设计方法制作了一款变压器,用于48V输入,1kW/400V输出的全桥LLC谐振变换器,经实验验证了设计方法的合理性和有效性。

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