电源谐振半桥转换电路详解
2023-11-28 
本文摘要:和传统脉宽调制(PWM)电源转换器有所不同的是,谐振转换器通过频率调制来调节输入电压。因此,谐振转换器的设计方法也与PWM转换器的设计方法有所异。在各种类型的谐振转换器中,图1的LLC串联谐振转换器(LLC-SRC)十分引人瞩目,因为它有更加强劲的输入调节功能、更加小的循环电流和更加较低的电路成本。

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和传统脉宽调制(PWM)电源转换器有所不同的是,谐振转换器通过频率调制来调节输入电压。因此,谐振转换器的设计方法也与PWM转换器的设计方法有所异。在各种类型的谐振转换器中,图1的LLC串联谐振转换器(LLC-SRC)十分引人瞩目,因为它有更加强劲的输入调节功能、更加小的循环电流和更加较低的电路成本。

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    串联谐振特性容许直流(DC)/DCLLC-SRC中的开关网络(如图2右图)享有很长范围的零电压电源(ZVS);因此,LLC-SRC能在前端电源应用于中精彩构建多达94%的效率,能够在低电源频率下运营。    和PWM转换器的设计过程相近,当设计LLC-SRC时,第一个步骤是自由选择剩阻抗情况下所需的工作频率。只剩的步骤就有所不同了,因为谐振转换器里没频率因数。

在LLC-SRC中频率维持恒定,是50%,十分理想。图3展出了LLC-SRC的设计流程图(来自TI电源设计研讨会主题设计LLC谐振半桥电源转换器)。

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  Mg/Qe和Mg/fn图表中的增益曲线是由图1右图的LLC谐振槽路(它也是LLC谐振半桥转换器的线性化电路)派生而来的。  图3获取了LLC谐振半桥转换器的非常简单电路参数自由选择过程。通过检查增益曲线上的fn_min、fn_max方位,您就能设计出有在所有输出条件下开关网络上均具备ZVS的高效LLC谐振半桥变换器。

  当设计LLC谐振半桥变换器时,请求谨记:  任何时候,在Mg/fn图表中fn_min都必须低于增益曲线的脊线。这是为保证金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)能维持ZVS状态。LLC-SRC的效率不能在一个操作者点展开优化。当fsw=fo时,串联Lr和Cr变为零电阻状态(图4);该转换器在那个点具备最低的效率。

您必须要求自己想要优化的线路/阻抗条件,并确保您的电源频率在那样的条件下是谐振频率。    等离子和液晶电视如今早已步入了千家万户,这两种电器的开关电源设计较为类似,不能使用有源或者无源PFC模式,并且必须需要长时间在无风扇通风的环境下工作。这就拒绝电源不仅要享有低功率密度和光滑的电磁干扰信号,还要尽量少的用于元器件。

而在这些方面,半桥LLC谐振转换器享有诸多的优势。


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