淺談LLC變壓器設計過程中遇到的問題

適用于LLC變壓器，其特征在于，包括：第一MOS開關管、第二MOS開關管、第一電容、電感和至少兩個變壓器;所述變壓器的原邊串聯、副邊并聯;所述第一MOS開關管與第二MOS開關管串聯后其中點依次通過第一電容和電感與變壓器原邊串聯后的一端相連，變壓器原邊串聯后的另一端接地;所述變壓器副邊并聯后接整流濾波電路。

變壓器的飽和問題：

我的變壓器設計的工作磁感應強度Bm并不高，為什么我的LLC變壓器磁芯溫度很高?

由于LLC變壓器工作在LC諧振狀態，LC諧振回路有個特點就是Q值問題，在這里Q值是大于1的，因而就會有實際加在變壓器上的電壓要比輸入電壓高的問題，因而在設計變壓器的時候就必須考慮到這一點，否則變壓器就不是工作在你設計的磁感應強度上。

由于輸入電壓高的時候，開關頻率也比較高，諧振回路的增益也比較低，飽和的問題不大;但當輸入是低壓的時候，開關頻率比較低，LLC諧振回路的增益較大，因而比較容易發生變壓器飽和的問題。考慮到漏感的影響，保守的做法還得乘上耦合系數的倒數。

線徑的選擇問題：

為什么老化的時候測到的繞組溫度很高?

LLC變壓器工作在高頻模式下，交變磁場下的導體除了我們所熟知的趨附效應(Skin effect)外，還會反生一個接近效應(Proximity effect)。和反激的變壓器不同，LLC的變壓器原邊的繞組都繞在一邊，電流都是同一個方向，隨著繞組層數的增加，接近效應就愈發明顯，因而我們就需要選用更細的線徑和更多的股數來解決問題。

變壓器原副邊匝數問題：

繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成變壓器的基本原理是電磁感應原理，現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理：當一次側繞組上加上電壓ú1時，流過電流í1，在鐵芯中就產生交變磁通?1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢é1，é2，感應電勢公式為：E=4.44fN?m

式中：E——感應電勢有效值

f——頻率

N——匝數

m——主磁通最大值

由于二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。

當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流(í0)，這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流í0，一部分為用來平衡í2，所以這部分電流隨著í2變化而變化。當電流乘以匝數時，就是磁勢。

這個問題牽扯的原因很多，不太好分析。但我觀察很多設計過程中，大家都是先設計好原邊的匝數后，根據變比來計算付邊匝數。這樣一來會有個問題，就是計算出來的付邊匝數大都不是整數，大家都喜歡四舍五入來取整，這樣就帶來一個問題。由于付邊的匝數很少，四舍五入引起的誤差比率就會很大。在這里，我們可以根據計算出來的付邊匝數選擇一個合適的整數，通過變比反推原邊的匝數，然后取整。由于原邊的匝數較多，取整帶來的誤差就相對較小。

空載電壓的問題：

為什么我的輕載電壓或空載電壓偏高很多?

這個問題的因素也比較多。我們可以通過付邊每繞一層后加繞一層膠帶來減低寄生電容，正向的和反向的繞組不采用通常的并繞方式，而采用分層的繞法來抑制這種寄生振蕩。