LLC 设计器
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LLC 设计器
规格 → 增益与腔体(C
r
/L
r
/L
m
)→ 磁芯与绕组 → 损耗温升,同一页里互相迭代: 腔体定了选磁芯,磁芯定了匝比与副边压降又回来修正增益,直到收敛。最后输出完整设计计算书。
!
本页没有这种拓扑的变压器工具
输出电感 / 滤波电感 → 用左边「电感设计」tab(可用)
电感设计
反激
LLC 设计
正激
桥式
磁芯类型
气隙铁氧体
铁氧体环(AC)
粉芯环(DC / AC)
气隙铁氧体用 AP 法选芯、再磨气隙;粉芯环没有可磨的气隙,靠材料本身的分布式气隙,用电感系数 AL 反解匝数。
粉芯环
:既能做直流电感(看偏置降额),也能做
交流滤波
(逆变器输出、PFC 扼流)—— 交流场合的判据是 峰值磁密 B = L·I
pk
/(N·Ae) 是否接近饱和,以及磁芯损耗;50/60 Hz 输出用铁粉 #26 更经济, 10–20 kHz 用铁硅铝(Kool Mu)损耗更低。
01 · 电感参数
目标电感量 L (µH)
峰值电流 Ipk (A)
有效值电流 Irms (A)
纹波电流 ΔI 峰峰 (A)
开关频率 fsw (kHz)
绕组温度 (℃)
02 · 磁芯与设计约束
磁芯选择
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
电流密度 J (A/mm²)
工作磁通密度 Bpk (T)
铁损系数 Cm
频率指数 α
磁密指数 β
允许温升 (℃)
材料模型校验
— 不校验 —
设计电感
生成计算书
01 · LLC 变换器规格
常用算例(来自后台,可显隐)
— 手填参数 —
选一个算例自动填好规格并重算;后台可增删 / 隐藏
最小直流输入 Vin_min (V)
含保持时间跌落
最大直流输入 Vin_max (V)
PFC 输出典型值
输出电压 Vout (V)
输出电流 Iout (A)
次级整流管压降 Vf (V)
同步整流填 0;二极管按实际正向压降填
同步整流管 R
ds(on)
(mΩ)
单只、100 ℃;Vf = 0 时用于算整流损耗
谐振频率 f
r
(kHz)
拓扑
半桥 + 中心抽头整流
全桥 + 全桥整流
Ln = L
m
/L
r
典型 3–8
峰值增益裕量 (%)
兜器件容差与瞬态
过载倍数 (%)
110 = 短时 1.1 倍负载
输出调整率 δ (%)
增益按 Vo(1+δ) 算
原边开关管 C
oss
(pF)
用于死区 / ZVS 校核
开关管 R
ds(on)
(Ω)
单只、100 ℃;算导通损耗
关断时间 t
f
(ns)
算关断损耗(ZVS 开通≈0)
开关管 Q
g
(nC)
栅极总电荷,@V
gs
;算驱动损耗
驱动电压 V
gs
(V)
驱动 IC + 控制损耗 (W)
IC 静态、采样、反馈、MCU
02 · 变压器 T1
磁芯类别
PQ 罐形(LLC 首选)
E / EE 方形
不限(全部库内磁芯)
材质
PC95
PC95 覆盖最广;N87/N95 用于 TDK E 系列
副边线材
利兹线 / 圆线
铜箔
大电流低压输出(≤24 V)用铜箔:占窗少、交流损耗低
铜箔厚度 (mm)
自动(按 J 与 2δ 选)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
仅「铜箔」有效;沿用厂内标准箔时选固定值
副边端接系数 (%)
绕组出头/焊片/引线的附加铜损,按绕组铜损的百分比加。1 匝大电流副边实际常在 20–40%,8% 是保守下限
变压器 T1 磁芯
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
原副边双绕组,0.30–0.35
电流密度 J (A/mm²)
工作磁通幅值 B
pk
(T)
上限;实际由 V·s 决定,本算例约 0.06
绕组温度 (℃)
允许温升 (℃)
散热面积折算 (×包围盒)
库内 PQ:A
s
= 系数 × (2w²+4wh)
03 · 谐振电感 Lr
磁芯类别
PQ 罐形(LLC 首选)
E / EE 方形
不限(全部库内磁芯)
材质
PC95
PC95 覆盖最广;N87/N95 用于 TDK E 系列
谐振电感 Lr 磁芯
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
单绕组,可到 0.45–0.5
电流密度 J (A/mm²)
工作磁密 B
pk
(T)
全交流磁通;130 kHz 下 0.15 T 往往过不了温升
绕组温度 (℃)
允许温升 (℃)
常贴近变压器,可收紧到 50
散热面积折算 (×包围盒)
04 · 材质与铁损模型
材质在 02 / 03 各自选择;铁损优先用 TDK 锚点(规格书损耗点 + 材料指数外推),无锚点才回落 Steinmetz 系数。
— 不选 —
设计 LLC 磁件
生成计算书
磁芯类型
气隙铁氧体
铁氧体环(AC)
粉芯环(DC / AC)
气隙铁氧体用 AP 法选芯、再磨气隙;粉芯环没有可磨的气隙,靠材料本身的分布式气隙,用电感系数 AL 反解匝数。
粉芯环
:既能做直流电感(看偏置降额),也能做
交流滤波
(逆变器输出、PFC 扼流)—— 交流场合的判据是 峰值磁密 B = L·I
pk
/(N·Ae) 是否接近饱和,以及磁芯损耗;50/60 Hz 输出用铁粉 #26 更经济, 10–20 kHz 用铁硅铝(Kool Mu)损耗更低。
粉芯环形(AL)
01 · 功率参数(两种磁芯共用)
02 · 粉芯磁芯参数
选磁芯(自动带入参数)
— 手动输入 —
从库中选磁芯,AL / Ae / le 自动带入,仍可手改覆盖。
AL (nH/N²)
有效截面 Ae (mm²)
磁路长度 le (mm)
初始磁导率 µi
直流分量 I
dc
(A)
饱和磁密 Bsat (T)
偏置曲线 H₁ (A/m)
H₁ 处 µ 剩余 (%)
曲线指数 b
内径 ID (mm)
外径 OD (mm)
电流密度 J (A/mm²)
窗口利用 Ku
允许温升 ΔT (℃)
计算环形电感 →
AL / Ae / le / µi / Bsat 从厂家数据表取;偏置曲线填「H₁ 处 µ 剩多少」,工具按 1/(1+(H/H₀)^b) 拟合。
01 · 反激变换器规格
最小直流输入 Vin_min (V)
最大直流输入 Vin_max (V)
输出电压 Vout (V)
输出电流 Iout (A)
次级二极管压降 Vf (V)
开关频率 fsw (kHz)
最大占空比 Dmax
工作模式
DCM 断续(临界)
CCM 连续
纹波系数 ΔI/Iavg (%)
效率 η
绕组温度 (℃)
02 · 磁芯与设计约束
磁芯选择
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
电流密度 J (A/mm²)
工作磁通密度 Bpk (T)
铁损系数 Cm
频率指数 α
磁密指数 β
允许温升 (℃)
材料模型校验
— 不校验 —
设计变压器
生成计算书
01 · 正激变换器规格
最小直流输入 Vin_min (V)
最大直流输入 Vin_max (V)
输出电压 Vout (V)
输出电流 Iout (A)
次级二极管压降 Vf (V)
开关频率 fsw (kHz)
最大占空比 Dmax(<0.5)
效率 η
输出电感纹波 ΔI/Iout (%)
输出纹波 ΔVout/Vout (%)
02 · 复位方式与磁芯约束
磁通复位方式
第三绕组复位(1:1,推荐)
RCD 钳位复位
RCD 钳位电压 (V)
磁芯选择
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
电流密度 J (A/mm²)
工作磁通密度 Bmax (T)
铁损系数 Cm
频率指数 α
磁密指数 β
绕组温度 (℃)
允许温升 (℃)
材料模型校验
— 不校验 —
设计正激变压器
01 · 桥式变换器规格
拓扑结构
半桥 Half-Bridge
全桥 Full-Bridge
移相全桥 PSFB
推挽 Push-Pull
有源钳位正激 ACF
副边整流
中心抽头(半桥/推挽常用)
全桥整流
最小直流输入 Vin_min (V)
最大直流输入 Vin_max (V)
输出电压 Vout (V)
输出电流 Iout (A)
整流管压降 Vf (V)
开关频率 fsw (kHz)
最大占空比 Dmax
输出电感纹波 ΔI/Iout (%)
输出纹波 ΔVout/Vout (%)
02 · 磁芯与设计约束
磁芯选择
自动(按 AP 法最小满足)
窗口利用系数 Ku
电流密度 J (A/mm²)
工作磁通幅值 Bmax (T)
铁损系数 Cm
频率指数 α
磁密指数 β
绕组温度 (℃)
允许温升 (℃)
材料模型校验
— 不校验 —
设计变压器
03 · 设计结果
磁芯与绕组
损耗与温升
校验
项目
计算值
限值 / 目标
结论
绕组结构示意
—
模型与假设:
· 磁芯按
Area Product(AP = Ae·Aw)
法选择,AP
req
= 10⁴·L·I
pk
·I
rms
/(Ku·J·B
pk
), 单位 cm⁴。该判据同时等价于“窗口装得下”与“磁通不饱和”两个约束。
· 气隙按 l
g
= µ₀·N²·A
e
/L 计算(忽略磁芯自身磁阻,适用于有气隙的电感)。
· 铁损用 Steinmetz 式 P
v
= C
m
·f
α
·B
β
(mW/cm³,f 用 kHz、B 用 mT), 默认系数对应 ~100 ℃ 的常规功率铁氧体,
换材料请向厂家索取 Steinmetz 参数
。
· 温升用 Micrometals 经验式 ΔT = 450·(P/A
s
)
0.826
,
误差可达 ±20 ℃
,务必实测确认。
· 磁芯表内 Ae / Aw / Le / MLT / 表面积均为
典型值
,正式设计请以厂家数据手册为准。
·
LLC
:按基波近似(FHA)建模,流程依 TI SLUP263:n 按标称输入取 Mg=1,Qe 由所需增益反解,R
e
=8n²V
o
²/(π²P
o
)。 方程已用其官方实例对拍:n=9.32 / R
ac
=116 Ω / Q=0.37 → C
r
=39.0 nF、L
r
=72.0 µH、L
p
=409.6 µH(原文 38.9 / 72 / 410)。
FHA 在谐振点以下会低估峰值增益 10~15%
;
不校验 ZVS 边界
;
不计算漏感
(集成 L
r
须实测)。
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收起
← 上一步:功率级计算
下一步:环路补偿 →
Area Product 法(McLyman):AP = 10⁴·L·I
pk
·I
rms
/(Ku·J·B
pk
); 气隙 l
g
= µ₀·N²·A
e
/L;集肤深度 δ = 66.1/√f ×√(1+0.00393(T−20)) mm(铜); 反激按 DCM 设计,D
2
= D·V
or
/[n(V
out
+V
f
)]。
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