[第二步] 确定谐振网络的最大和最小电压增益

在上一节讨论中，为了最大限度地降低开关频率变化，LLC谐振变换器一般运行在谐振频率（fo）附近。当输入电压由PFC 输入提供时，输入电压在正常运行时拥有最大值（PFC额定输出电压）。把变换器最大输入电压情况下的工作频率设计为谐振频率（fo），最小增益应该发生在谐振频率（fo）。从等式（11）看出，fo 增益是激磁电感和初级漏磁电感之间比值（k=Lm/Llkp）的函数。因此，必须选择合适的k 值以获得最小增益。然而，一个小的k 值仍可获得较高的峰值增益，太小的k 值会使得变压器耦合性差，效率低。一般，k 取5~10，此时谐振频率（fo）下的增益为1.1~1.2。当确定k 值后，就可以确定最大输入电压(Vinmin)情况下的最小电压增益

[第三步] 确定变压器圈数比 (n=Np/Ns)

因为整流网络使用全波桥式整流器，变压器圈数比为：



其中，VF 是次级整流二极管的压降。

[第四步] 计算等效负载阻抗（Rac）

用等式21 求得变压器的圈数比，计算等效负载阻抗

[第六步] 设计变压器

变压器设计的最坏情况是最低开关频率条件，发生在最低输入电压和满负载情况下。为了计算最低开关频率，利用等式（8）画出增益曲线，读取最小开关频率。然后，利用下面的等式计算变压器的初级最小线圈数



其中，Ae 是变压器磁芯的横截面积，单位m2 ，△B 是磁通密度的最大摆幅，单位特。如果没有参考数据，△B 可以取0.25~0.3T

然后，选择次级线圈数，保证初级线圈数大于Npmin

[第7步] 变压器构造

在第五步中，确定了变压器的参数Lp和Lr。Lp和Lr 是可以分别利用次级线圈开路和短路，在初级测量的。由于LLC变换器设计需要一个相对大的Lr，一般采用一种可组合线轴，如图14 所示，以获得理想的Lr值。对于这种可组合线轴，线圈数和绕线结构是决定Lr 大小的主要因素，而变压器芯的气隙长度不会影响Lr太多。但是，通过调整气隙长度却可以轻松控制Lp。表1 显示了不同气隙长度下测得的Lp和Lr 值。假设气隙长度为0.15mm，可以获得Lp和Lr值。




即使在LLC 谐振变换器设计中，这种整合变压器的办法，能够将磁性元件集中到一个单独的芯中，从而节省了一个磁性元件，但是Lr 在实际变压器设计中是不容易控制的。因此，设计谐振网络有时需要利用变压器制造后实际测得的Lr 值。或者增加一个谐振电感，和谐振电容串联，获得理想的Lr 值。