節(jié)能式電源拓撲介紹

對于24V以上的輸出電壓，我們建議采用LLC諧振轉(zhuǎn)換器。高的輸出二極管電壓會致使非對稱半橋轉(zhuǎn)換器效率降低，因為額定電壓較高的二極管，其正向壓降也較高。在24V以下，非對稱半橋轉(zhuǎn)換器則是很好的選擇。因為這時LLC轉(zhuǎn)換器的輸出電容紋波電流要大得多，其隨輸出電壓降低而變大，從而增加解決方案的成本和尺寸。

上述兩種拓撲都可以采用同步整流。對非對稱半橋拓撲，這實現(xiàn)起來非常簡單 (參見飛兆半導(dǎo)體應(yīng)用說明AN-4153)。對LLC控制器，需要一個特殊的模擬電路來檢測流入MOSFET的電流，如果開關(guān)頻率被限制為第二個諧振頻率 (圖2中的100kHz)，該技術(shù)是比較簡單的。

最后，兩種設(shè)計都依賴變壓器的漏電感：在LLC轉(zhuǎn)換器中用來控制增益曲線 (圖2)；而在非對稱半橋轉(zhuǎn)換器則用以確保輕載下的軟開關(guān)。對于大多數(shù)應(yīng)用，我們都建議采用兩個單獨的電感來達到此目的。漏電感是變壓器中不容易控制的一個參數(shù)。此外，要實現(xiàn)一個不同尋常的漏電感，需要一個非標(biāo)準(zhǔn)的線圈管，這增加了成本。對于非對稱半橋結(jié)構(gòu)，如果采用標(biāo)準(zhǔn)變壓器，諧振開關(guān)速度至少是開關(guān)頻率的10倍，從而產(chǎn)生更大的損耗。總之，對LLC轉(zhuǎn)換器而言，建議再采用一個普通鐵氧體電感；而對非對稱半橋轉(zhuǎn)換器，建議只使用一個高頻鐵氧體電感。

圖3顯示了非對稱半橋轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。該圖非常類似于LLC諧振轉(zhuǎn)換器，只有一點不同：LLC諧振轉(zhuǎn)換器不需要輸出電感，以及非對稱半橋控制器需要設(shè)置頻率而非PWM控制。

圖3：基于FSFA2100的非對稱半橋轉(zhuǎn)換器

192W/24V 非對稱半橋轉(zhuǎn)換器的效率在 93% 左右。AN-4153 360W/12V 倍流版在額定負載為20%-100% 時也有超過93%的滿負載效率。

在包含 PFC 前端的 200W/48V 電源條件下，LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的效率在 93% 左右。通過同步整流，在該功率級下可以把效率提升至95%-96%。