LLC諧振�(zhuǎn)換器�LED TV的主功率級拓?fù)渲?,相比其它轉(zhuǎn)換器具有更多�(yōu)勢,但因?yàn)槠湓O(shè)�(jì)�(fù)雜困�,所以在過去很少受到�(guān)注。不�,這幾年間,IC制造商已開�(fā)出用� LLC 諧振�(zhuǎn)換器�控制�,而且�(fā)表了許多相關(guān)技�(shù)說明和設(shè)�(jì)工具,讓其設(shè)�(jì)變得更容易,并使得這種技�(shù)獲得更多的關(guān)�?,F(xiàn)�,LLC諧振�(zhuǎn)換器已經(jīng)成為 LED TV的主功率級拓?fù)�?/FONT>
LLC諧振�(zhuǎn)換器的出色優(yōu)�(diǎn)有:
a) 在整�(gè)�(fù)載范�(包括輕載)下都是以ZVS (zero voltage switching, 零電壓開�(guān))條件工作,從而實(shí)�(xiàn)高效�;
b) 工作頻率變化范圍比較窄,便于高頻變壓器和輸入濾波器的�(shè)�(jì);
c)初級端所用開�(guān)的電壓應(yīng)力被鉗位在輸入電壓上,而次級端兩�(gè)二極管上的電壓始終等于中心抽頭變壓器輸出電壓的兩��
�1所示為LLC諧振�(zhuǎn)換器的基本電�。LLC諧振�(zhuǎn)換器一般包含一�(gè)帶MOSFET的控制器、一�(gè)諧振�(wǎng)�(luò)和一�(gè)整流器網(wǎng)�(luò)。控制器�50%的占空比交替為兩�(gè)MOSFET提供門信號,隨�(fù)載變化而改變工作頻�,調(diào)節(jié)輸出電壓Vout,這稱為脈沖頻率調(diào)�(PFM)。諧振網(wǎng)�(luò)包括兩�(gè)諧振電感和一�(gè)諧振電容(L-L-C)。諧振電� Lr、Lm 與諧振電容Cr 主要作為一�(gè)分壓器,其阻抗隨工作頻率而變�(如式1所�),以獲得所需的輸出電�。在�(shí)際設(shè)�(jì)中,諧振�(wǎng)�(luò)可由一�(gè)采用如圖2所示分段骨�(sectional bobbin)的集成式變壓器的磁化電感Lm 與漏感Llk �(gòu)�。而整流器�(wǎng)�(luò)對諧振網(wǎng)�(luò)�(chǎn)生的正弦波形�(jìn)行整流,然后傳輸?shù)捷敵黾墶?/FONT>
�2給出了采用如�2所示的�(shí)際變壓器�(shí),LLC諧振�(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比。在�2中可觀察到兩�(gè)諧振頻率。一�(gè)由Lp � Cr 決定,記為ωp,另一�(gè)由Lr � Cr決定,記為ωr。利用這�(gè)公式,可獲得LLC諧振�(zhuǎn)換器隨頻率和�(fù)載變化的增益特性曲線,見圖3所�
如圖3所示,每條曲線上以符號�+’標(biāo)注的值被稱為‘峰值增益�,位于兩�(gè)諧振頻率ωp � ωr 之間。當(dāng)輸出�(fù)載越來越大時(shí),峰值增益值逐漸減小,其位置向更高頻率移�(dòng)。同�(shí),以符號‘×’標(biāo)注的ωr�(shí)的諧振增益卻是固定的,不隨輸出負(fù)載的變化而變�。增益曲線說明在 ZVS狀�(tài)�,隨著諧振網(wǎng)�(luò)的工作頻率增�,增益減�,輸出電壓降��
如圖3所�,LLC諧振�(zhuǎn)換器的工作區(qū)域可�(biāo)注為�+’的峰值增益和�(biāo)注為‘×’的諧振頻率而分�3部分。首�,以峰值點(diǎn)為界,左邊是ZCS(零電流開�(guān))區(qū)(或稱為電容區(qū)),右邊是ZVS(零電壓開�(guān))區(qū)(或稱為電感區(qū))。在ZVS區(qū),諧振頻率ωr的左邊是下區(qū)(below region),右邊是上區(qū)�(above region)。當(dāng)LLC諧振�(zhuǎn)換器工作在ZCS區(qū)�(shí),在開關(guān)瞬間有大量反向恢�(fù)電流流經(jīng)MOSFET,故LLC諧振�(zhuǎn)換器�(yīng)該工作在ZVS區(qū),要充分利用最小工作頻率的限制不讓帶MOSFET 的LLC諧振�(zhuǎn)換器�(jìn)入ZCS區(qū)�
如上所�,根�(jù)工作頻率是大于ωr還是小于ω,LLC諧振�(zhuǎn)換器可以工作在上區(qū)域或下區(qū)域。這還取決于兩種工作模式彼此間的不同特�。當(dāng)LLC諧振�(zhuǎn)換器被設(shè)�(jì)為上區(qū)域工作時(shí),流到MOSFET的環(huán)流小于下諧振工作的,MOSFET的傳�(dǎo)損耗因此減�,從而提高效�。不�,這時(shí)次級端上的二極管為硬開關(guān),故必須采用肖特基或UF(超快速恢�(fù))二極管來防止�(yán)重的反向恢復(fù)電流。鑒于此,象便攜式設(shè)備LCD的電源這樣的低壓應(yīng)用有�(shí)�(huì)考慮采用上諧振工作。另一方面,在下諧振工作的情況下,流到MOSFET的環(huán)流比上諧振工作的要大。不過下諧振工作允許次級端上的二極管�(jìn)行軟�(dǎo)�/�(guān)�,這樣就可以采用普通的快速恢�(fù)二極�。下諧振工作是LED或PDP TV等高壓應(yīng)用的。這些�(yīng)用中,輸出電壓稍�,因而不能使用低額定電壓的肖特基二極管�
因此,必須根�(jù)�(yīng)用的�(guī)格和特性來選擇LLC諧振�(zhuǎn)換器的工作區(qū)域�