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LLC轉(zhuǎn)換器中一次側(cè)開關(guān)器件反向恢復(fù)特性的重要性:LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點

可口可甜 ? 來源:可口可甜 ? 作者:可口可甜 ? 2023-02-13 09:30 ? 次閱讀

本文的關(guān)鍵要點

?雖然LLC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是開關(guān)損耗低,但受失諧的影響,開關(guān)損耗可能會增加,并且可能會導(dǎo)致MOSFET損壞。

?LLC轉(zhuǎn)換器使用PFM方式來控制輸出電壓。由于LLC的增益頻率特性具有兩個諧振頻率,因此根據(jù)fsw被分為三個工作區(qū)域。

在本文中,我們將會介紹下面第二項:“LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點”。

■LLC轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)
■LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點
■LLC轉(zhuǎn)換器的基本工作
■MOSFET的反向恢復(fù)特性對于LLC轉(zhuǎn)換器失諧的重要性

LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點

在下面的表格中,匯總了當(dāng)著眼于上一篇文章中給出的基本電路的一次側(cè)MOSFET時,LLC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)缺點。LLC轉(zhuǎn)換器通過部分諧振方式實現(xiàn)ZVS工作,部分諧振方式是使用激勵電流對MOSFET的輸出電容Coss進行充電和放電。這樣可以減少開關(guān)損耗,從而可以減小MOSFET封裝和散熱器的尺寸。

優(yōu)點 缺點
電路采用橋式結(jié)構(gòu),因此MOSFET的漏-源電壓VDS受電源電壓限制。
導(dǎo)通時基本上是ZVS工作,因此可以降低開關(guān)損耗。
可以減少開關(guān)損耗,因此可以減小封裝和散熱器的尺寸。
受失諧影響,MOSFET中會流過直通電流,開關(guān)損耗會增加。在最壞的情況下,MOSFET可能會損壞。

LLC轉(zhuǎn)換器使用可以改變MOSFET開關(guān)頻率fsw的脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式來控制輸出電壓。這種電路方式具有兩個諧振頻率(用Lr、Lm和Cr符號通過公式(1)和(2)表示),并且電路工作會根據(jù)開關(guān)頻率的設(shè)置而變化。

pYYBAGPbjuSAW2tOAAAKZVp5Pf8197.png

圖2是增益—頻率特性圖。根據(jù)開關(guān)頻率和直流增益,該圖被分為三個工作區(qū)域。

poYBAGPbjuWAaQN9AABYdpeYmzk069.png
圖2. LLC轉(zhuǎn)換器的增益—頻率特性圖

下表中分別介紹了每個區(qū)域。

區(qū)域(1) 感性負載區(qū)。通過使用了勵磁電流的部分諧振方式來實現(xiàn)ZVS工作。
區(qū)域(2) ZVS工作同區(qū)域(1)。由于在該區(qū)域中G>1,因此會進行升壓工作。通常LLC轉(zhuǎn)換器會使用該區(qū)域。
區(qū)域(3) 容性負載區(qū)。不是ZVS工作,而是ZCS工作。由于MOSFET關(guān)斷時電流沿負向流動,因此電流會流過MOSFET的體二極管,而體二極管的反向恢復(fù)特性導(dǎo)致的直通電流會流入相對橋臂,從而造成導(dǎo)通損耗增加。

審核編輯:湯梓紅

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