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高频LLC转换器提高电源功率

在高压电源转换电路设计中,诸如电源噪声、开关频率、开关损耗、电源体积、可靠性等问题一直是关键所在。与其它的高压拓扑结构相比,LLC转

在高压电源转化电路规划中,比如电源噪声、开关频率、开关损耗、电源体积、可靠性等问题一向是要害所在。与其它的高压拓扑结构比较,LLC转化器因功率高且规划的电源体积小,在高压电源适用范畴一向遭到规划师的喜爱,不过其规划难度也非常大。Power Integrations公司(PI)不久推出的HiperLCS系列LCS700-708高压LLC电源IC,将变频操控器、高压端和低压端驱动器以及两个MOSFET一起集成到了一个低本钱封装中,具有超卓的规划灵活性,其最高负载功率超越97%,并运用高频开关来减小变压器的尺度和输出电容的占板面积,由此到达缩小电源尺度的意图。图1所示为HiperLCS功率级的电路简图,其间LLC谐振电感集成在变压器中。变频操控器经过零电压(ZVS)开关功率MOSFET,消除开关损耗,然后到达高功率。


规划结构和要害特性

LLC转化器规划比较复杂,最大的应战是需求合理装备一切电路以消除穿插传导,并对各种寄生元件进行准确的操控。据PI产品商场司理Andrew Smith介绍,HiperLCS集成了要害元件,包含多功用操控器、高压端和低压端极驱动以及两个功率MOSFET的LLC半桥功率级(可最多省去30个外围元件),并在制作过程中进行了微调以优化驱动器中MOSFET的配对。该器材中的变频操控器供给零电压开关,然后消除了开关损耗。

HiperLCS器材的最高作业频率为1MHz,额外稳态作业频率可达500kHz,并答应在输出环路中运用低本钱的SMD陶瓷电容,然后替代体积大、可靠性差的电解%&&&&&%,一起还可下降所需磁芯的尺度。它还可在750kHz峰值开关频率下完成超卓的变压器运用率。别的,HiperLCS器材具有准确的占空比对称性可平衡输出整流管电流,然后提高功率。在300kHz下典型值为50% ±0.3%。

考虑到规划需求的不同,HiperLCS器材有两种运用方法。关于高功率规划,其谐振操控电路可供给极低的功率损耗,能使规划在66kHz额外开关频率下到达97%以上的功率。假如本钱和尺度决议规划原则,可优先选用高开关频率。在后面这种情况下,仍能完成较高功率,例如,在250kHz(取得最大功率的频率)下功率可达96%。 此外,HiperLCS器材答使用户经过设置死区时刻和软启动等要害电路参数来取得最佳计划,然后到达改善规划的意图。在规划过程中,规划工程师能够使用PI的实时规划和建模东西PI Xls简化电源规划

维护及封装

与PI其它电源%&&&&&%相同,HiperLCS具有全面的毛病处理及电流约束,包含可编程的电压缓升/下跌阈值和迟滞,欠压(UV)及过压(OV)维护,可编程的过流维护(OCP),短路维护(SCP)和过热维护(OTP)。在封装上,HiperLCS系列选用的是合适高功率及高频率的超薄eSIP-16C封装,该封装能够下降安装本钱并减小PCB布局的环路面积,可经过一个夹片快速安装到散热片,可省去多个用于外部MOSFET的TO220封装(图2)。其显露的散热金属部分与地电位相连,使得封装和散热片之间无需Silpad导热绝缘垫片。eSIP-16C的封装引脚交织摆放,可简化PCB的走线途径并满意高压爬电要求,HiperLCS的推出完善了PI端到端的完好的电源产品,包含EMI滤波电路、PFC级和主电源及待机级电源。“选用HiperLCS器材的规划可轻松超出ENERGY STAR4.0和5.0,以及80PLUS金级和银级PC能效规范所设定的功用基准。”Andrew表明,“HiperLCS能够与HiperPFS PFC等产品合作规划功用完好、高功率、低元件数的电源,可使用于服务器、工控、LCD电视机、LED路灯和室外照明、打印机和音频放大器等75W~440W的高压电源。”

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