L6598脫線控制器用于諧振式變換器
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圖 15 多諧振
勵磁電感 (在LCL拓?fù)渲? 的控制,在能量管理上起到很重要的作用,它的值(以及它與Lsense的比率 ) 將影響多個應(yīng)用功能。
假設(shè)負(fù)載斷開,最大電流將出現(xiàn)在F01諧振的峰,它還涉及到路徑L+C。磁性電感的值要顯著地高于串聯(lián)電感的值。一般來說,最低諧振F01峰主要取決于它的值。我們可以定義F01峰為最低諧振點(diǎn),以便于記住開關(guān)頻率必須不低于它的值。事實上,迫使半橋在較低F01下工作,串聯(lián)電路存在一個電容性負(fù)載,這種條件在應(yīng)用中是不能接受的,理由如下:
——在電容性負(fù)載中,零電壓開關(guān)工作條件會丟失。有效功耗就會出現(xiàn)(或為硬開關(guān))。
——在閉環(huán)電路中,傳輸功能會反轉(zhuǎn)(當(dāng)趨于諧振之下),會失去控制。
總結(jié)
它需要工作在曲線的“電感區(qū)域”以這種方法會使更高的頻率加到諧振網(wǎng)絡(luò),所得到的功率會減少。值得注意的是,在深度電感模式下工作(遠(yuǎn)離諧振峰值)電流會從正弦波形變?yōu)槿切?,而且需要很寬的頻率變化去控制調(diào)整率。
相反的,盡可能接進(jìn)諧振點(diǎn)工作時,對于給出的負(fù)載改變,頻率變化將最小。
如果應(yīng)用設(shè)計成盡可能靠近最低諧振點(diǎn)(F01)和第二諧振點(diǎn)(F02之間,已經(jīng)證實初級電流在兩個功率MOS之一的關(guān)閉時刻不應(yīng)該太低,以便保證在所有條件下為實現(xiàn)軟開關(guān)所需的能量。
L6598的功能和諧振對調(diào)整率的影響已經(jīng)討論過了?,F(xiàn)在我們開始描述一些設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
圖16 Vout + I (Cres) 特性
設(shè)計準(zhǔn)則和應(yīng)用
設(shè)計程序的描述參照樣板來進(jìn)行,它用來評估整個等效電路展示在圖17中。
對于PFC部分,僅作簡單的描述。請參考專門的應(yīng)用注意。
下面的討論將僅限于對諧振式變換器。
設(shè)計過程
圖 18 LLC諧振變換器
轉(zhuǎn)換器方塊電路可以分為幾個大塊,如圖18所示。輸出整流和濾波。變壓器和諧振元件(Lres—Cnes)。半橋。驅(qū) 動器控制。目標(biāo)規(guī)范是給出一個70W交流適配器的設(shè)計。下面是一些參數(shù)和要求。
——輸出電壓Vo=18V, 最大輸出電流控制在Io=3.8A—4A
——寬范圍交流輸入電壓85V—264V
——需要高功率因數(shù),總線電壓應(yīng)該是360V—420V
基于這些值,我們可以開始設(shè)計輸出級濾波器。
——二次側(cè)的電流關(guān)系式(假設(shè)為近似正弦波形)。
輸出濾波器和整流
需要使用高質(zhì)量的電解電容設(shè)置極 限為1%,輸出電壓紋波是等 效串連電阻的函數(shù)(電容貢獻(xiàn)可忽略)。
這是標(biāo)準(zhǔn)使用的兩個電容(330uF ,WITH ESR = 75 msz 個,電容的內(nèi)部功耗在最大功率輸出時為140W,電壓紋波約在240mv。
第二級L*C濾波器的布局接入可以有效的限制輸出電壓紋波,而不需要多個超過合理的高性能的電容。在本例的情況下,低價格電感就減少了高頻率電壓紋波,使之達(dá)到80mv(如圖19)以下。因為輸出電流/電壓比率在這種應(yīng)用中輸出整流級可以呈現(xiàn)出更多的功耗。對于目前的應(yīng)用,選擇中心抽頭線路連接,效率顯著的改進(jìn),這樣在每一側(cè)輸出整流器上只有一半功耗,使用這種解決方案,在二次繞組間需要兩繞組很好的耦合。并且使電流波形能很好的對稱。對我們的設(shè)計,選擇STPS40L40CT是低壓降功率蕭特基二極管,為TO-220AB型封裝(Vth = 0.28V,Rd = 0.0105ohm, BV = 40V)
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