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大功率使用的高能效电源设计方案

LLC拓扑在200 W-600 W电源应用中相当普及,尤其在需要高能效开关电源的方案。有别于市场上采用传统电压控制工作模式的LLC方案,安森美半导体的NCP1399

LLC拓扑在200 W-600 W电源使用中适当遍及,尤其在需求高能效开关电源的计划。有别于市场上选用传统电压操控作业形式的LLC计划,安森美半导体的NCP1399是业界首款选用电流操控形式的LLC AC-DC操控IC。该器材使用600 V门极驱动器简化布局并削减外部元件数,选用跳周期形式提高轻载能效,并集成一系列维护特性以提高体系可靠性,用于大屏幕电视、一体化电脑、工业及医疗等大功率电源体系使用,可明显完成轻载和满载时的高能效及超低待机能耗。

传统电压形式LLC的约束

传统的电压形式LLC操控器是经过次级稳压器改动压控振荡器(VCO)频率,然后完成稳压。因为没有直接连接到初级端电流,所以需求增加额定的电路体系以供给过载及短路维护。当输出发生瞬态改变(如由空载转至满载)时,瞬态呼应会比较慢。并且,LLC发动行为受谐振回路的元器材、实践的谐振电容电压、发动阶段的输出电压、发动大电流电压和初始导通时刻等初始条件影响,在所有条件下防止硬开关是不太简单的。当使用进入待机形式时,为下降待机能耗,体系会封闭PFC及LLC,但一起需求体系里有辅佐电源来保持MCU及周边元器材待机时的最低作业条件,增加了体系本钱。

电流形式LLC的优势

相同条件下,电流形式LLC可供给比传统电压形式LLC高得多的fo,从这波特图能够看出。

图1. 波特图

因而,在动态负载呼应方面,电流形式LLC比电压形式LLC供给更低压降、更低过冲(overshoot)和更快安稳呼应;在线形纹波按捺方面,电流形式LLC 操控按捺线性纹波比VCO LLC好5倍,其与Vbulk有关的Vout纹波乃至能够忽略不计;在线形瞬态方面,电流形式LLC操控供给较VCO LLC操控小10倍的过冲和小10倍的压降。

NCP1399 使用原理及电流形式操控算法

NCP1399有Active OFF 关断形式 (NCP1399Ax)和Active ON关断形式 (NCP1399Bx)两个版别。如图2 所示,两个版别均选用业界首款6引脚PFC操控器NCP1602,与NCP1399合作成为完好的LLC计划。PFC运转由NCP1399经由VCC操控,PFC FB和 LLC BO 的电阻分压是同享的,这同享也是可关断的。NCP1399Ax选用Skip引脚调整进入跳周期形式的负载状况,及侦查到FB电压低于VB_remote_off时进入关断形式;NCP1399Bx则选用炔可瓒ǖ奶周期形式阈值电平 (IC内部可编程),及运用独立的光耦制REM 引脚而进入关断形式。

图2. NCP1399典型使用原理图(上:A版别;下:B版别)

因为谐振电容集成初级电流(Iprimary),所以Vcs电压与初级电流成正比,而在关断期间,Vcs电压有正或负斜率,再者,关断时的Vcs电压几乎是线性地依赖于负载电流,而Vcs关断电压曲线随Vbulk改变,故可经过Vcs与初级电流的联系以及Vcs分压完成电流形式LLC操控。详细操控算法为:1)经过Vcs分压信号获得正谐振电容斜率;2)偏移加至Vcs分压信号,以防止轻载韶光耦饱满;3)依据FB引脚电压和Vcs电压斜率(反映经过初级电流的线路和负载条件)经过体系主动调理Mupper导通时刻;4)然后相同的导通时刻被仿制用于Mlower MOSFET,保证完美对称的直流。

图3. 电流形式操控原理

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