llc环路设计

前 言

（一）施工组织设计是具体指导施工的技术文件，编制时重点突出“组织”两字，对施工中人力、物力和方法，在时间与空间、局部与整体、阶段与全过程、前方和后方都要给予周密的安排，特别对应用的施工方案、施工方法要进行优化，紧紧围绕招标文件、业主要求及施工图纸来考虑，同时兼顾企业经济效益和社会效益。

（二）本设计突出了保证工程质量、确保工期、质量的保证体系和具体措施，同时突出了关键工序的施工方法、施工网络计划图、保证体系三个重点要求在时间和空间的落实。

（三）编制本设计的主要依据是：施工图纸、现场勘察、施工验收规范、质量标准、安全规程，还包括本公司的施工业绩、企业的能力和机具状况等。

（四）本设计包括施工中大的技术原则、主要部位和项目的施工工艺，主要资源和施工工序在时间、空间中的逻辑关系，至于施工中细节、常规的做法，按图纸要求及施工规范执行。

（五）在工程施工中，有严谨的施工组织设计固然重要，但更重要的是，还必须要有强有力的项目经理部来执行。为确保新建靖康路(经十三路南延)道路工程的顺利施工，公司经理室将给予高度重视。

（六）施工组织是一个动态过程，本工程一经中标，项目部将认真遵照执行。

（七）合理安排施工程序和顺序。公司在编制施工进度计划时，采用流水、穿插

LLC谐振电路设计

LLC半桥谐振电路中，根据这个谐振电容的不同联结方式，典型LLC谐振电路有两种连接方式，如图1-1所示。不同之处在于LLC谐振腔的连接，左图采用单谐振电容（Cr），其输入电流纹波和电流有效值较高，但布线简单，成本相对较低；右图采用分体谐振电容（C1，C2），其输入电流纹波和电流有效值较低，C1和C2上分别只流过一半的有效值电流，且电容量仅为左图单谐振电容的一半。

图1-1典型LLC谐振电路

LLC谐振变换的直流特性分为零电压工作区和零电流工作区。这种变换有两个谐振频率。一个是Lr和Cr的谐振点，另外一个谐振点由Lm，Cr以及负载条件决定。负载加重，谐振频率将会升高。这两个谐振点的计算公式如下：

fr1?1

2?LrCr（1-1）

fr1?1

2??Lr?Lm?Cr（1-2）

考虑到尽可能提高效率，设计电路时需把工作频率设定在fr1附近。其中，fr1为Cr，Lr串联谐振腔的谐振频率。当输入电压下降时，可以通过降低工作频率获得较大的增益。通过选择合适的谐振参数，可以让LLC谐振变换无论是负载变化或是输入电压变化都能工作在零电压工作区。

总体来说LLC半桥谐振电路的开关动作和半桥电路无异，但是由于谐振腔的加入，LLC半桥谐振电路

Citadel LLC 简介

Citadel LLC 原名：Citadel Investment Group, LLC，是一家全球金融集团，于1990年成立，总部设于美国伊利诺伊州的芝加哥，目前公司从事多类交叉资产的投资策略、做市商等工作。特别在股票与期权做市商的业务占美国相关业务量的很重要的比重。目前在全球主要金融中心均设有分支机构：芝加哥、纽约、伦敦、香港、新加坡、波士顿、美国达拉斯。其在芝加哥的金融中心地区有一栋价值3亿5千万美元的集团大厦。集团目前主要下设两个子公司：Citadel资产管理公司、Citadel证券.

Citadel 资产管理公司

Citadel 集团下设Citadel 资产管理公司（对冲基金），名为：Kensington and Wellington 基金，管理大约150亿美元的资产，是世界上现有的最大的对冲基金之一。在美国，Citadel被称为“芝加哥的旋转门”。2005年四月，一篇彭博新闻社的文章指出美国著名对冲基金当时有147亿管理资产的D.E.Shaw&Co.与Tudor（都铎）投资公司加起来的员工数量仅为Citadel资产管理公司的一般左右，目前公司大概有员工1150人。Citadel资产管理公司为全球第二

2 LLC谐振全桥变换器拓扑及工作机理

全桥变换器由于具有较高功率密度而广泛应用于中、大功率场合，其主电路拓扑如图1所示。该电路主要包括初级4个功率MOSFET、谐振电感Lr、谐振电容Cr、励磁电感Lm，次级则由整流二极管VD5和VD6以及输出滤波电容Co组成。

可见，拓扑中次级没有滤波电感，整流二极管无需缓冲吸收网络，与传统的全桥拓扑相比，其元件大为减少，且变换器的磁性元件能很容易集成到一个磁芯，主变压器的漏感和Lm也能被利用。

LLC谐振全桥变换器包括如图2所示的3个工作区域：其中区域1，2的主开关管工作在ZVS状态，而区域3的主开关管工作在ZCS状态。对于选用MOSFET作为主开关管的高频LLC变换器而言，工作在ZVS条件下其开关损耗最小，工作状态较佳，故其所需的工作区域为增益曲线的右侧(其中负斜率表示初级MOSFET工作在ZVS模式)。当LLC变换器工作在如图2所示的ωs=ωr状态下时，其增益由变压器的匝比决定，从效率和EMI的角度而言，在这个工作点状态下由于正弦初级电流、MOSFET和次级整流二极管都得到最优化利用，故为最佳工作点，但是这只能在特定的工作电压以及负载条件下得到。

LLC谐振全桥变换器存在两个谐

LLC工作原理

要了解LLC，就要先了解软开关。对于普通的拓扑而言，在开关管开关时，MOSFET的D-S间的电压与电流产生交叠，因此产生开关损耗。如图所示。

为了减小开关时的交叠，人们提出了零电流开关（ZCS)和零电压开关(ZVS)两种软开关的方法。对于ZCS：使开关管的电流在开通时保持在零，在关断前使电流降到零。对于ZVS:使开关管的电压在开通前降到零，在关断时保持为零。

最早的软开关技术是采用有损缓冲电路来实现。从能量的角度来看，它是将开关损耗转移到缓冲电路中消耗掉，从而改善开关

管的工作条件。这种方法对变换器的效率没有提高，甚至会使效率降低。目前所研究的软开关技术不再采用有损缓冲电路，这种技术真正减小了开关损耗，而不是损耗的转移，这就是谐振技术。而谐振变换器又分为全谐振变换器，准谐振变换器，零开关PWM变换器和零转换PWM变换器。全谐振变换器的谐振元件一直谐振工作，而准谐振变换器的谐振元件只参与能量变换的某一个阶段，不是全程参与。零开关PWM变换器是在准谐振的基础上加入一个辅助开关管，来控制谐振元件的谐振过程。零转换PWM变换器的辅助谐振电路只是在开关管开关时工作一段时间，其它时间则停止工作。

全谐振变换器主要由开关网络和谐振槽路组成

L6563+L6599 LLC经典设计

指标参数的确定

和电源方案的选择

指标参数的确定

本课题所要设计的地铁车厢LED供电电源样机的具体指标参数如下： a、整体电气指标

输入电压Vin_rms：140 Vac ~270Vac(为满足地铁列车错轨引起的电压波动) 电网频率f：47~63Hz

额定输出功率Po_rms：3.3V*0.33A*10*6=60W 最大输出功率Po_max：3.5V*0.33A*10*6=69.3W 额定输出电流Io：0.33A*6=1.98A

输出电压范围Vo：（3.2V~3.5V）*10=32V~35V 单串LED输出电流纹波：Io_pp：<16.5mA 工作温度：-20℃～60℃ 启动时间：<1.5S

掉电维持时间tholdup：<40mS

PF值： <0.95(输入：140 Vac ~270Vac；输出为额定功率) 效率： <92%(输入：140 Vac ~270Vac；输出为额定功率) b、国家国际规范要求[32]~[36]

1) 符合EN55015(灯具电磁兼容标准)

2) 符合IEC61373（铁路应用 机车车辆设备 冲击和振动试验） 3) 符合BS6853-1999（载客列车设计与构造防火通用规范） 4) 符合IEC60529/EN60529 IP67 （防水等级） 5) 符合IEC1000-3-2/EN61000-3-2

电源方案的确定

为满足高功率因数、高效率、高可靠性以及LED需要单串恒流供电等一系列要求，在本论文中我们对每串LED灯都采

LLC谐振半桥的主电路设计指导

近年来，LLC谐振半桥因为成本低、效率高而且结构简单，获得了电源工程师的广泛认可，从而迅速在中低功率（100W-2000W）范围内得到了广泛应用。

关于LLC谐振半桥的理论分析，各类论文已经介绍的比较详细，因此在这里不再赘述，仅仅把主电路参数的设计过程，以及设计中用到的主要公式分列如下。

一、所需的初始设计条件

LLC变换器仅适用于输入电压波动范围比较窄的高压直流输入场合，因此前级一般有PFC级，且LLC电路不适合用于需要长保持时间的场合。设计时，所需的初始限定条件主要是：

1、 输入额定直流电压Vin?e、最低工作直流电压Vin?min、最高直流输入电压Vin?max； 2、 额定输出电压Vo、额定输出电流Io； 3、 预期的谐振频率fr；

4、 输出线路压降（含二极管压降、PCB走线以及电缆压降）Vd；

5、 K值（K值的大小将影响到工作频率范围，并对效率略有影响。一般取4-7之间）； 6、 变压器磁芯截面积Ae与工作磁感应强度Bmax，变压器原边匝数NP，副边匝数NS;

二、设计计算过程

1、 计算变比

一般来说，为了使电源达到比较高的变换效率，我们会把满载工作点设置在谐振频率位置，或略有轻微调整

LLC谐振半桥的主电路设计指导

近年来，LLC谐振半桥因为成本低、效率高而且结构简单，获得了电源工程师的广泛认可，从而迅速在中低功率（100W-2000W）范围内得到了广泛应用。

关于LLC谐振半桥的理论分析，各类论文已经介绍的比较详细，因此在这里不再赘述，仅仅把主电路参数的设计过程，以及设计中用到的主要公式分列如下。

一、所需的初始设计条件

LLC变换器仅适用于输入电压波动范围比较窄的高压直流输入场合，因此前级一般有PFC级，且LLC电路不适合用于需要长保持时间的场合。设计时，所需的初始限定条件主要是：

1、 输入额定直流电压Vin?e、最低工作直流电压Vin?min、最高直流输入电压Vin?max； 2、 额定输出电压Vo、额定输出电流Io； 3、 预期的谐振频率fr；

4、 输出线路压降（含二极管压降、PCB走线以及电缆压降）Vd；

5、 K值（K值的大小将影响到工作频率范围，并对效率略有影响。一般取4-7之间）； 6、 变压器磁芯截面积Ae与工作磁感应强度Bmax，变压器原边匝数NP，副边匝数NS;

二、设计计算过程

1、 计算变比

一般来说，为了使电源达到比较高的变换效率，我们会把满载工作点设置在谐振频率位置，或略有轻微调整

移相全桥学习笔记

在早期的大功率电源（输出功率大于1KW）应用中，硬开关全桥(Full-Bridge)拓扑是应用最为广泛的一种，其特点是开关频率固定，开关管承受的电压与电流应力小，便于控制，特别是适合于低压大电流，以及输出电压与电流变化较大的场合。但受制于开关器件的损耗，无法将开关频率提升以获得更高的功率密度。例如：一个5KW的电源，采用硬开关全桥，即使效率做到92%，那么依然还有400W的损耗，那么每提升一个点的效率，就可以减少50W的损耗，特别在多台并机以及长时间运行的系统中，其经济效益相当可观。

随后，人们在硬开关全桥的基础上，开发出了一种软开关的全桥拓扑——移相全桥(Phase-Shifting Full-Bridge Converter，简称PS FB)，利用功率器件的结电容与变压器的漏感作为谐振元件，使全桥电源的4个开关管依次在零电压下导通(Zero voltage Switching，简称ZVS)，来实现恒频软开关，提升电源的整体效率与EMI性能，当然还可以提高电源的功率密度。

上图是移相全桥的拓扑图，各个元件的意义如下：

Vin：输入的直流电源

T1-T4：4个主开关管，一般是MOSFET或IGBT

T1,T2称为超前臂开关

安培环路定理

折叠 编辑本段 简介 它的数学表达式是按照安培环路定理 ，环路所包围电流之正负应服从右手螺旋法则。安培环路定理应用如果闭合路径l包围着两个流向相反的电流I1和I2( 如左图所示)，这在下式中，按图中选定的闭合路径l 的绕行方向，B矢量沿此闭合路径的环流为如果闭合路径l包围的电流等值反向( 如右图所示)，或者环路中并没有包围电流，则:安培环路定理的证明 (严格证明,大图见参考资料的链接) 折叠 编辑本段 证明方法 以长直载流导线产生的磁场为例，证明安培环路定理的正确性。安培环路定理应用在长直载流导线的周围作三个不同位置，且不同形状的环路，可以证明对磁场中这三个环路，安培环路定理均成立。 折叠 对称环路包围电流 在垂直于长直载流导线的平面内，以载流导线为圆心作一条半径为r 的圆形环路l，则在这圆周上任一点的磁感强度H的大小为其方向与圆周相切.取环路的绕行方向为逆时针方向，取线元矢量dl，则H与dl间的夹角 ，H沿这一环路 l 的环流为式中积分 是环路的周长。于是上式可写成为从上式看到，H沿此圆形环路的环流 只与闭合环路所包围的电流I 有关，而与环路的大小、形状无关。 折叠 任意环路包围电流 在