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[参考译文] LLC 电源转换器设计:LLC 谐振频率 FR 测量值与 FR 计算值不同、当我们通过比较频率与 Vout 来测量结果时、

Guru**** 1637200 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1330915/llc-power-converter-design-llc-resonant-frequency-fr-measured-values-is-different-than-the-calculated-values-of-fr-when-we-measure-the-results-by-through-comparing-freq-vs-vout

您好  

我正在使用德州仪器为设计基于 LLC 的电源转换器而生成的文档 SLUP263。  

  

通过这些文档、我设计了全桥谐振电源转换器。 本文档中有一个示例。 根据相同的路径、我计算了谐振电容器 Cr、谐振电感器 Lr 和磁化电感 Lm 值、如下所示。

 

通过使用该公式、

转换器设计用于负载 RL=5.6 Ω、输入电压=60V、输出电压=30、变压器匝数比=2、全 桥逆变器、使用二极管的全桥整流器、开关频率 F=120kHz。 我是根据上述文档中规定的公式开始计算的。

匝数比:N = Vin (全桥逆变器)/ Vout = 60/30 = 2;

Mg_min =[ 2 *{30 *(1-1%)+ 0.3}] / [{75}-全桥]    = 0.8

Mg_max =[ 2 *{30 *(1+1%)+ 0.3 + 0.5}] / [{45}-全桥]   =  1.4

通过 Matlab Qe、Ln 与开关频率 F 关系图提取了 Qe = 0.45和 Ln = 3.5。

Re ={8n2  / Pi2 }* RL (5.6欧姆)  = 18.1欧姆  

因此、

CR = 1 / {2 * PI * Qe * F * Re}   = 162nF   

LR = 1 / {2 * PI * F}2  * Cr}   =  10.8uH

LM = Ln * LR = 3.5 * 10.8V =   38uH

FR =  1 / {2 * PI *√LR *√Cr} * Cr}  =   120kHz .. 谐振频率 FR

上述值为计算值。  

问题在于、当我为 Cr =150n、LR= 10uH 且 Lm = 39uH 等硬件购买最接近的值时、测试或以下测量结果介于  频率 F 与 Vout 间的关系  表明谐振频率 F 介于25-55KHz 之间、与上述计算中计算的谐振频率 FR 不匹配。    请建议如何将谐振频率移至120kHz、 如果上述计算值不正确、还需要使用 Lr、Cr 和 Lm 的值。 我已经使用 RL = 10、5.6欧姆、50欧姆、125欧姆等不同的负载测试了 LLC 硬件。 但在所有情况下 、计算中的谐振频率 F 在与测量结果进行比较以找到谐振频率 F 时都不匹配。

频率 F         输入电压         RL =(5.6)->6 Ω          输出电压             Iload            引脚            输出             效率* 100  

55 60 6 3.5 4.176 33.2 14.616 0.440241
60 60 6 3 3.2784 22.17 9.8352 0.443627
65 60 6 2.7 2.7142 16.5 7.32834 0.444142
70 60 6 2.5 2.3342 13.11 5.8355 0.445118
75 60 6 2.3 2.0561 10.95 4.72903 0.431875
80 60 6 2.2 1.8402 9.2 4.04844 0.440048
85 60 6 2.1 1.6708 8.15 3.50868 0.430513
90 60 6 2 1.5326 7.29 3.0652 0.420466
95 60 6 1.9 1.417 6.6 2.6923 0.407924
100 60 6 1.8 1.3203 6.06 2.37654 0.392168
105 60 6 1.8 1.2357 5.61 2.22426 0.396481
110 60 6 1.7 1.1634 5.25 1.97778 0.37672
115 60 6 1.7 1.0984 4.92 1.86728 0.379528
120 60 6 1.7 1.0421 4.6 1.77157 0.385124
125 60 6 1.6 0.9912 4.41 1.58592 0.359619
130 60 6 1.6 0.9452 4.14 1.51232 0.365295
135 60 6 1.6 0.9025 4.05 1.444 0.356543
140 60 6 1.5 0.8643 3.9 1.29645 0.332423
145 60 6 1.5 0.8305 3.78 1.24575 0.329563
150 60 6 1.5 0.7995 3.66 1.19925 0.327664
155 60 6 1.5 0.7685 3.4 1.15275 0.339044
160 60 6 1.4 0.7355 3.39 1.0297 0.303746
165 60 6 1.4 0.7167 3.36 1.00338 0.298625
5 60 6 1.4 1.1846 5.5 1.65844 0.301535
10 60 6 2.4 2.0274 10.5 4.86576 0.463406
12 60 6 3.4 3.92 29 13.328 0.459586
15 60 6 3.1 3.2167 21.8 9.97177 0.457421
20 60 6 2.5 2.2607 12.26 5.65175 0.460991
25 60 6 3 3.1903 20.44 9.5709 0.468244
30 60 6 烧毁*

注意*烧毁= LR 由于较高的电流而被烧毁、原因是 Mg 较高。

 频率         输入电压         RL = 50 Ω          输出电压             Iload            引脚            输出             效率* 100  

55 60 50 29.3 0.599 19.3 17.5507 0.909363
60 60 50 28.4 0.5989 18.78 17.00876 0.905685
65 60 50 27.4 0.5987 18.18 16.40438 0.902331
70 60 50 26.5 0.5987 17.7 15.86555 0.896359
75 60 50 25.7 0.5988 17.28 15.38916 0.890576
80 60 50 24.9 0.5987 16.89 14.90763 0.882631
85 60 50 24.2 0.599 16.38 14.4958 0.884969
90 60 50 23.5 0.5989 16.02 14.07415 0.878536
95 60 50 22.9 0.5989 15.69 13.71481 0.874112
100 60 50 22.3 0.5989 15.4 13.35547 0.867238
105 60 50 21.5 0.5993 14.8 12.88495 0.870605
110 60 50 20.8 0.5984 14.55 12.4672 0.855445
115 60 50 20.2 0.5975 14.2 12.0695 0.849965
120 60 50 19.5 0.5987 13.83 11.67465 0.844154
125 60 50 18.9 0.5988 13.47 11.31732 0.840187
130 60 50 18.2 0.5987 13.1 10.89634 0.831782
135 60 50 17.4 0.5987 12.72 10.41738 0.818976
140 60 50 16.6 0.5988 12.16 9.94008 0.817441
145 60 50 15.8 0.5986 11.82 9.45788 0.800159
150 60 50 15 0.5988 11.28 8.982 0.796277
155 60 50 14.1: 0.5989 10.8 8.44449 0.781897
160 60 50 13.2 0.5989 10.26 7.90548 0.770515
165 60 50 12.2 0.5988 9.72 7.30536 0.75158
5 60 50 8.8 0.5988 7.08 5.26944 0.744271
10 60 50 18.1 0.5989 12.66 10.84009 0.856247
12 60 50 23.7 0.5989 16.2 14.19393 0.876169
13 60 50 29.7 0.5989 20.22 17.78733 0.87969

请建议这个问题。

此致

阿尔萨兰