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LLC工作频率变化范围的理论推导与实际验证

各位前辈，小弟学习LLC有一段时间，最近做一个LLC恒流驱动变换器，供LED照明使用。详细的设计参数如下：Vin=400V,  Vo_full=83V, Io_full=0.7A,   Vo_min=70V,   谐振频率设定在100kHz，满载时对应输出电压83V，电流0.7A,工作在谐振点附近，此时取谐振腔参数如下：Cr=15n， Lr=164uH， Lm= 960uH。变压器匝比n=2.4。

然后进行增益曲线绘制（论坛里郭老师提到的常用FHA分析法）不同Q值下增益曲线贴图如下：

按照设定的参数，Q值大概等于0.192这条曲线。增益1对应满载83V，当输出77V时，增益大致下降到0.93左右。我将上图放大如下，对应图中蓝色曲线交点A，频率变化1.3倍左右，即130kHz左右。但我实际实验时，调到77.5V频率就从100k升到230k,进入打嗝模式。这点不明白频率为何会变化这么快，和理论偏差太大！用的L6599控制器，希望论坛里各位前辈有空帮忙分析下原因，认真求导，不胜感激！

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电源网-fqd
2
2015-10-21 13:31
已经被添加到社区经典图库喽
http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
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lantu288
LV.2
3
2015-10-21 16:22
只能自己帮忙顶下自己了，感觉现在LLC已经没那么热了，做多人不是很多，还是技术很成熟，少有人交流了。后期找到原因，再做具体分析。
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lantu288
LV.2
4
2015-11-10 15:33
@lantu288
只能自己帮忙顶下自己了，感觉现在LLC已经没那么热了，做多人不是很多，还是技术很成熟，少有人交流了。后期找到原因，再做具体分析。
过了将近一个月，中间做了其他事情。也不断查找问题原因，最终得以解决。主要原因在分布电容，这是必须要考虑的。今后各位如果遇到类似问题，可能也是忽略了分布电容的影响。希望对您有用。也欢迎交流。。
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417zhouge
5
2015-11-10 19:40
@lantu288
过了将近一个月，中间做了其他事情。也不断查找问题原因，最终得以解决。主要原因在分布电容，这是必须要考虑的。今后各位如果遇到类似问题，可能也是忽略了分布电容的影响。希望对您有用。也欢迎交流。。

能否分享下经验，顺便总结成帖子。

顺便问下，分布电容是指的变压器里面的还是指了其他元器件的寄生参数？

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dengyuan
LV.8
6
2015-11-11 10:49
对于输出电压变化比较宽的设计，建议主电感跟漏感的比值为3.这样谐振的频率变化范围就没有那么宽了。频率变化范围不超过3.
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ruohan
LV.9
7
2015-11-11 13:16
@lantu288
过了将近一个月，中间做了其他事情。也不断查找问题原因，最终得以解决。主要原因在分布电容，这是必须要考虑的。今后各位如果遇到类似问题，可能也是忽略了分布电容的影响。希望对您有用。也欢迎交流。。

分布电容的容量太小了，，，就是他影响的，也不会造成这么大的偏差，，

肯定是有其他的问题，，，77.5V输出的时候230K的频率，你开关管亥能做到ZVS吗，，，

我认为不是分布电容引起的，，

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lantu288
LV.2
8
2015-11-23 11:08
@417zhouge
能否分享下经验，顺便总结成帖子。顺便问下，分布电容是指的变压器里面的还是指了其他元器件的寄生参数？
不好意思，因为之前发现很少有人回帖，所以没有及时进来答复。有一篇文章可以帮助大家很好理解，也是我查找原因找到的。大家可以看下。LLC谐振变换器轻载下的电压-俞珊.pdf
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lantu288
LV.2
9
2015-11-23 11:12
@ruohan
分布电容的容量太小了，，，就是他影响的，也不会造成这么大的偏差，，肯定是有其他的问题，，，77.5V输出的时候230K的频率，你开关管亥能做到ZVS吗，，，我认为不是分布电容引起的，，
这个我也进行了仿真，你可以在仿真中原边加一几百P等效分布电容，效果还是很明显的。主要的原因就在变压器的分布电容上，用集成绕制的变压器，分布电容小的多，实验效果也好不少。
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lantu288
LV.2
10
2015-11-23 11:14
@dengyuan
对于输出电压变化比较宽的设计，建议主电感跟漏感的比值为3.这样谐振的频率变化范围就没有那么宽了。频率变化范围不超过3.
电感比改小，肯定有助于减小频率变化，但这样效率至少要减少一个点左右。
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ruohan
LV.9
11
2015-11-23 15:00
@lantu288
这个我也进行了仿真，你可以在仿真中原边加一几百P等效分布电容，效果还是很明显的。主要的原因就在变压器的分布电容上，用集成绕制的变压器，分布电容小的多，实验效果也好不少。

77.5V输出的时候230K的频率

这个时候的你是在满载情况下测试的吗，，，

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peterchen0721
LV.8
12
2015-11-23 22:40
@lantu288
电感比改小，肯定有助于减小频率变化，但这样效率至少要减少一个点左右。
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。
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ruohan
LV.9
13
2015-11-24 13:42
@peterchen0721
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。

你是说要按照最小输出电压来设计匝比，Vo_min=70V，输出电压提高后，让其工作在左边，，，，这样频率变化范围就小，是吧，，

 

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电源网-娜娜姐
LV.10
14
2015-11-24 14:41
@lantu288
电感比改小，肯定有助于减小频率变化，但这样效率至少要减少一个点左右。
现在怎么样了？~
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lantu288
LV.2
15
2015-11-24 20:33
@ruohan
77.5V输出的时候230K的频率这个时候的你是在满载情况下测试的吗，，，
对的，从满载时，调节恒流基准，最初的设计：满载对应1.3A，83V，工作在谐振点100K，调到0.7A几乎进入burst。
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lantu288
LV.2
16
2015-11-24 20:36
@peterchen0721
200/83=2.4圈比又想要作用在LLC區段，可見並沒有真正了解LLC的含意，在諧振點左邊增益大於1所以圈比就要大於2.4，才能充分利用LLC特性頻率變化窄，跟甚麼分布電容一點關係都沒有，圈比才是諧振腔真正的靈魂。提供參考。
你说的我理解，但设计前提是保证满载点效率最大。实现宽范围输出确实有很多方法改进，如改进匝比，减小电感比值等常用方法。
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lantu288
LV.2
17
2015-11-24 20:38
@ruohan
你是说要按照最小输出电压来设计匝比，Vo_min=70V，输出电压提高后，让其工作在左边，，，，这样频率变化范围就小，是吧，， 
对，可能我之前忘了申明一点把，满载效率最高作为前提，不知道有没有尝试过呢。
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lantu288
LV.2
18
2015-11-24 20:42
@电源网-娜娜姐
现在怎么样了？~
相同匝比，以及电感比值下，谐振电容及谐振点都一样，分布式设计与磁集成设计分别能调到0.7A与0.3A，还在继续改进，希望可以调到更小，而不进入BURST模式。
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123
LV.2
19
2016-01-13 14:36
@lantu288
不好意思，因为之前发现很少有人回帖，所以没有及时进来答复。有一篇文章可以帮助大家很好理解，也是我查找原因找到的。大家可以看下。LLC谐振变换器轻载下的电压-俞珊.pdf
蓝蓝蓝
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qiang7260
LV.5
20
2016-01-13 17:35
@lantu288
相同匝比，以及电感比值下，谐振电容及谐振点都一样，分布式设计与磁集成设计分别能调到0.7A与0.3A，还在继续改进，希望可以调到更小，而不进入BURST模式。

刚开始学MathCAD.楼主的图做的漂亮，能讲一讲怎样输入的吗？

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ruohan
LV.9
21
2016-01-18 09:56
@lantu288
相同匝比，以及电感比值下，谐振电容及谐振点都一样，分布式设计与磁集成设计分别能调到0.7A与0.3A，还在继续改进，希望可以调到更小，而不进入BURST模式。

你这个频率跑偏是不是分布电容造成的呢，，，

现在有结果来吗

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shijieleo
LV.1
22
2016-02-04 16:32
过来学习！！
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专业威威
LV.3
23
2016-02-06 11:26
看看
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专业威威
LV.3
24
2016-02-06 11:56
@dengyuan
对于输出电压变化比较宽的设计，建议主电感跟漏感的比值为3.这样谐振的频率变化范围就没有那么宽了。频率变化范围不超过3.
恰恰相反，应该增加K值。这样可以减少分布参数对LLC增益曲线的影响
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wuqishengli
LV.3
25
2016-02-22 10:15
kan kan
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906378602
LV.4
26
2016-02-23 09:31
学习了
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linnil173
LV.3
27
2016-02-24 09:54
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zz052025
28
2016-02-24 10:25
应当和L6599的反馈参数有关
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布朵拉
LV.1
29
2016-02-24 11:33

我也来学习一下呢！

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huhan0609
LV.5
30
2016-02-24 15:50
看看
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hunyuanqi
LV.3
31
2016-02-24 16:22
最后的结果如何？
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