基于輸入電壓調(diào)節(jié)于LLC-SRC效率最佳化設(shè)計(jì)考量
由圖7與圖8可知,當(dāng)轉(zhuǎn)換器工作在fs《f0狀態(tài)下,負(fù)載變化時(shí),操作頻率變化圍較窄??墒且蚱潢P(guān)斷電流(turn off current)受激磁電感(Lm)加入諧振的關(guān)S,在負(fù)載變化時(shí)都會(huì)維持在一定值。
比較圖7與圖9,兩種操作模式下,在fs《f0狀態(tài)時(shí),二次側(cè)輸出漣波電流較大。因此較不適用于大電流輸出之應(yīng)用。
比較圖9與圖10,當(dāng)負(fù)載變化時(shí)切換頻率變化圍較大。負(fù)載越輕操作頻率越高以穩(wěn)定輸出電壓。但過(guò)高的操作頻率會(huì)使得切換損失增加而影響輕載的轉(zhuǎn)換效率。另外我們可以發(fā)現(xiàn)在此操作模式下,一次側(cè)切換晶體的關(guān)斷電流并不會(huì)受到激磁電感(Lm)的影響。亦即在此模式下,激磁電感并沒(méi)有參與諧振。也因?yàn)檫@個(gè)特性,我們可以很容易的最佳化滿載效率。
比較圖9與圖11,兩者皆操作于fs》f0區(qū)間,在圖11中,一次側(cè)切換晶體(MosFET)的關(guān)斷電流(turn off current)已明顯減少。
系統(tǒng)搭配
綜合以上論述,當(dāng)我們要使用串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器應(yīng)用在大電流輸出時(shí),應(yīng)該考慮將其操作于fs》f0模式中。如此可以得到最佳化的滿載效率(不考慮同步整流)。但是相對(duì)而言,如何提高輕載及半載效率以及維持空載輸出電壓的穩(wěn)定就變得極為重要了。由圖六我們可以得知,當(dāng)負(fù)載低于20%時(shí)的增益曲線已經(jīng)相當(dāng)平緩,表示我們可能無(wú)法藉由提高工作頻率的方式來(lái)調(diào)整線路之增益。但是這個(gè)問(wèn)題我們可以藉由突n模式(Burst Mode)來(lái)克服。如圖12:
在系統(tǒng)應(yīng)用中,通常前級(jí)會(huì)搭配升壓型的功因修正線路(Boost PFC)。試想當(dāng)交流市電輸入在低壓(115VAC)滿載時(shí),升壓線路會(huì)將串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器(LLC-SRC)之輸入電壓(Vin)提升至約390VDC,因此我們可以針對(duì)此輸入電壓最佳化串聯(lián)諧振網(wǎng)路之滿載效率。但是隨著輸出負(fù)載降低,半橋諧振網(wǎng)路的切換頻率會(huì)逐漸提高以穩(wěn)定輸出電壓,因此在20%及50%負(fù)載時(shí)效率也會(huì)隨之下降。
此時(shí)我們必須透過(guò)一種降壓技術(shù),將升壓型功因修正(PFC)線路之輸出電壓調(diào)降,來(lái)補(bǔ)償升壓級(jí)PFC的功率損耗。此降壓功能必須同時(shí)在低電壓(Low Line input)輸入以及非滿載條件下才會(huì)成立。雖然降壓方式是為平衡升壓型功因修正(Boost PFC)線路之功率損耗,但對(duì)于操作在fs》f0模式的串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器而言,剛好也可以使其諧振網(wǎng)路(Resonant network)最佳化并改善了切換頻率提高的問(wèn)題。
由于串聯(lián)諧振網(wǎng)路的直流電壓增益(Gain):
因此在輸入電壓(Vin)固定的條件下,必須藉由調(diào)整切換頻率(fs)的方式調(diào)整線路增益以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。反之,當(dāng)輸入電壓(Vin)變化時(shí),操作頻率(fs)將會(huì)被固定。這種方式反而是比較適合用在fs》f0的串聯(lián)諧振控制模式中。以上例說(shuō)明
評(píng)論