自己团队主要是做嵌入式开发为主，对电源不太懂，现在有个类似换电柜电源的方案要做，就是输出电压可调的，功率1000W，看了类似产品是用的UCC28180（PFC）+HR1001A的方案。所以我们也打算用这个组合，现有几个问题请教：
前面PFC输出为：DC390V
我后面LLC要求1000W输出：DC27.6——DC90V，最优工作点在55V@18A
请大神帮我算算Lr、变压器、Cr的参数
万分感谢！
1 个赞
有人比我先算出来踢我一下 
我大概算了一下，因为你的PFC电压是固定的，半桥LLC在低输出电压时所需增益小于最小增益，实现起来比较困难，除非让LLC工作在容性区，也就是开关频率低于谐振频率，而且增益得大于1，但那样干又会失去软开关的功能，可以考虑用全桥来做会好点，如果一定要用半桥来做，因为要确保90V输出，K值是比较小，但是这样效率会比较低，到时候你散热需要重点考虑一下，下面是按你选的方案算的一版参数：
匝比：3.3 : 1
谐振频率：100KHz
K值：4
谐振电感：15uH
励磁电感:60uH
谐振电容：168 nF
1 个赞
先把设计前提说清楚（我这里做的假设）
你现在的条件：
PFC：UCC28180，输出 ≈390V DC 母线
LLC：HR1001A 半桥 LLC
目标输出：
电压范围：27.6–90V
最优工作点：55V @ 18A ≈ 1kW（我们按这个点做“标称设计”）
我这边默认拓扑：
半桥 LLC（HR1001A 自带高边驱动），输入母线 390V
变压器次级：中心抽头全波整流 + 输出电感 + 输出电容（标准 LLC 做法）
在“标称点”：
Vin = 390V
Vout = 55V / 1kW
开关频率 fs_nom = fr**（谐振频率）**
f_r 取 100kHz（1kW 这个级别比较常见，磁件尺寸可控，损耗也还好）
设计参数选型：
质量因子：Q_nom ≈ 0.6（中等 Q，效率和调节范围比较平衡）
磁化比：k = Lm / Lr ≈ 5（典型 LLC 设计区间 3~8 里取一个中间值）
输出要从 27.6V 拉到 90V，范围比较宽（约 3.3:1），
正常 LLC 比较舒服的是 ≈2:1 左右，所以这里的设计默认：
1kW 核心工作点 在 55V；两端 27.6V / 90V 主要靠调频和负载变化，不强求两端都是 1kW 满功率；真要全范围 1kW，要配合增程（比如二次 Buck）或者多模控制，会复杂不少。
下面是按上述前提算出来的一套“第一版参数”。
先算变压器匝比 n
半桥 LLC 的基波近似
半桥 LLC 原边看到的是一个 ±Vin/2 的方波：
Vin = 390V
半桥方波幅度 = Vin/2 = 195V
它的基波正弦分量幅值（峰值）：
次级整流后的 DC 输出（基波 + 续流电感模式）
对 LLC 这种：变压器次级 → 全波整流 → 输出电感 → 电容 的结构，在所谓“电感滤波、连续电流”下，平均输出电压近似为：
举例：
如果原边绕 42 匝 ，每个次边（中心抽头的“一半”）绕 15 匝 ：[image]这是一个很实用的起点。
这个匝比是在 fr=100kHz 时、Vin ≈390V 、Vout ≈55V 下， 让 LLC 的“基波传递增益”在谐振点附近≈1。
等效负载、电阻 R_ac
在 LLC 设计里，经常需要用“等效 AC 负载”R_ac：
标称 55V / 1kW：
对于“次级全波整流 + 输出电感连续”的情况，
变换到原边的 等效 AC 电阻 可写成（用 RMS 方式推导）：
这个 R_ac ≈ 29Ω 就是谐振支路在标称点“看到的负载”。
选质量因子 Q、算特性阻抗 Zr、Lr、Cr
质量因子 Q 选择
定义：
经验上：
1kW / 400V LLC 常见 Q ≈ 0.4 ~ 0.8
Q 太小：波形硬、环路急躁；
Q 太大：电流大，损耗高。
我们取一个折中：
Q_nom = 0.6
于是：
谐振频率 fr 选择
现在假设你愿意把 fr 定在 100kHz ：
3.3 由 Zr 和 ωr 解出 Lr、Cr
对串联谐振支路，有：
第一版谐振参数：
Lr ≈ 75–80 µH （独立电感，或者部分由变压器漏感贡献）
Cr ≈ 33 nF （可以多个并联，降低 ESR/ESL）
磁化电感 Lm 的选择
我们设定的磁化比：
检查一下磁化电流是否合理：
原边基波峰值 V_(1,“pk” )≈248" V"
磁化支路在谐振点附近主要是感性，基波磁化电流峰值近似：
对 1kW 等级来说，1A 级别的磁化电流是很合理的 ：
不会太大浪费损耗，又能给 LLC 提供一定“抗容性”的缓冲。
磁化电感目标：Lm ≈ 350–400 µH
工程上通常是：
用变压器本身的励磁电感来实现 Lm；Lr 则靠外置电感 + 有意设计的漏感一起实现。
电流量级 & 磁件大致压力
谐振支路电流
谐振点、标称点下，
原边基波电压 RMS：
所以：
Lr 、Cr 、原边绕组 都要按 ≥ 8~10A 峰值电流 来设计（留余量）（Lr 需要选合适磁芯和气隙，保证 不在这个电流下饱和 。)
变压器匝数
有了 Lm ≈ 385µH、匝比 n ≈ 2.8，你可以这样估个绕组：
选个高频功率磁芯（比如 E65、ETD49 级别，实际要看厂家的推荐 1kW 级别 LLC 样本）。
假设每匝电感约 **AL ≈ 2 µH/**匝² （举个量级，实际要查数据手册）。
那：
如果 AL 不同，匝数会有调整，你可以通过留气隙来修正 Lm；1kW 实际上匝数会更多一点（比如 20~40 匝），取决于你选择的磁芯和 B_max 要求。
匝比 n ≈ Np/Ns ≈ 2.8：若暂时用 Np=42 匝，则 Ns 单边 ≈ 15 匝 这种数量级;后续根据磁芯窗口、铜损再细调。
整体参数小结
在上面的假设前提下，可以先按下面这一套做 PCB / 样机：
变压器匝比
Vin ≈ 390V，Vout_nom = 55V
半桥 LLC，谐振点工作
原边 : 次边单边 ≈ 2.8~3 : 1
示意：Np ≈ 40 匝，Ns（每半）≈ 14~15 匝（具体看磁芯 AL 和 Bmax 再调）
谐振支路
目标谐振频率：fr ≈ 100kHz
质量因子：Q_nom ≈ 0.6
等效负载：R_ac ≈ 29Ω
特性阻抗：Zr ≈ 48Ω
Lr ≈ 75–80 µH
Cr ≈ 33 nF（可以分成 3×10nF 并联）
磁化电感
磁化比：k = Lm/Lr ≈ 5
Lm ≈ 350–400 µH（用变压器励磁实现）
电流参考
谐振电流：约 Ir_rms ≈ 6A**，Ir_pk ≈ 8.5A**
磁化电流峰值：约 1A