LLC与反激电路设计【学习笔记】

LLC电路:

 LLC电路是由2个电感和1个电容构成的谐振电路,故称之为LLC:

LLC电路通过谐振能够实现MOS管的软开(soft switching),减少开关损耗。另外MOS管的通态损耗也很低,换言之产生的焦耳热也少,这样就可以不额外使用散热片进行散热。实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)。LLC可分为半桥和全桥两种架构,半桥适用于100-2000瓦功率段,全桥适用于2000瓦以上功率段。

转自,做笔记使用:

这么完整的LLC原理讲解,不分享出来可惜了! - 知乎 (zhihu.com)

与传统PWM(脉宽调节)变换器不同,LLC是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路。它的优点是:实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS),通过软开关技术,可以降低电源的开关损耗,提高功率变换器的效率和功率密度。

为了降低开关管的开关损耗,提高电源的效率,有零电压开关(ZVS) 和零电流开关(ZCS)两种软开关办法。

1零电压开关 (ZVS)

开关管的电压在导通前降到零,在关断时保持为零。由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的成绩(V*I)有关,当采用零电压ZVS导通时,开关管上的电压几乎为零,所以导通损耗非常低。

2零电流开关(ZCS)

使开关管的电流在导通时保持在零,在关断前使电流降到零

如图,当我们将L和C都引入电路中发现,当输入电压源的频率从0开始向某一频率增加时,LC电路呈容性(容抗>感抗),增益Gain=Vo/Vin随频率增加而增加,当从这一频率再向右边增加时,LC电路呈感性(感抗>容抗),增益Gain=Vo/Vin随频率增加而降低。这一频率即为谐振频率(此时感抗=容抗,XL=Xc=ωL=1/ωC),谐振时电路呈纯电阻性,增益最大。

对LLC来说,有两个谐振频率,一个谐振频率fo是利用谐振电感Lr谐振电容Cr组成;
另一个一个谐振频率fr1是利用谐振电感Lr,励磁电感Lm,谐振电容Cr一起组成;

(1)有零电压开关 (ZVS):开关管的电压在导通前降到零,在关断时保持为零。

(2)零电流开关(ZCS):使开关管的电流在导通时保持在零,在关断前使电流降到零。

反激电路:

DK065G 是一款电流模式控制的准谐振反激 AC-DC 电源管理功率开关芯片。内部集成了 700V/260mΩ GaN HEMT,控制电路和驱动电路, 可极大减少外围电路元器件的数量,有效地降低 整体成本。DK065G 采用不连续电流导通模式 (DCM)工作,当磁芯能量完全释放完毕,变压 器的初级电感和 GaN HEMT 结电容谐振到最低值 时,初级功率管导通,从而改善功率管开通损耗, 提高整个功率范围的效率。

下图是CLC型滤波网络,作用是降低浪涌,减小纹波干扰,可以去掉换成个大电容,但是可能会导致总线纹波偏大,有概率会出现传导干扰。电容的容量一般是按照1.5uF/W进行选择的,电容量太小可能会导致纹波偏大,电容应力增加,传导辐射的增加:

U2、U3这两个电阻就是单纯拿来给电容泄放的,用来在断开供电的时候进行电压泄放,不过一般量产是没有这玩意的:

R4的作用是给C7电容进行泄放,同时承担一部分的消耗,R6的作用是减缓电流冲击,降低二极管的发热量,C8主要是提供一个高频回流路径,让变压器的噪声有地方走

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