L6598脫線(xiàn)控制器用于諧振式變換器

圖 15 多諧振

勵(lì)磁電感 (在LCL拓?fù)渲? 的控制，在能量管理上起到很重要的作用，它的值(以及它與Lsense的比率 ) 將影響多個(gè)應(yīng)用功能。

假設(shè)負(fù)載斷開(kāi)，最大電流將出現(xiàn)在F01諧振的峰，它還涉及到路徑L+C。磁性電感的值要顯著地高于串聯(lián)電感的值。一般來(lái)說(shuō)，最低諧振F01峰主要取決于它的值。我們可以定義F01峰為最低諧振點(diǎn)，以便于記住開(kāi)關(guān)頻率必須不低于它的值。事實(shí)上，迫使半橋在較低F01下工作，串聯(lián)電路存在一個(gè)電容性負(fù)載，這種條件在應(yīng)用中是不能接受的，理由如下：

——在電容性負(fù)載中，零電壓開(kāi)關(guān)工作條件會(huì)丟失。有效功耗就會(huì)出現(xiàn)（或?yàn)橛查_(kāi)關(guān)）。

——在閉環(huán)電路中，傳輸功能會(huì)反轉(zhuǎn)（當(dāng)趨于諧振之下），會(huì)失去控制。

總結(jié)

它需要工作在曲線(xiàn)的“電感區(qū)域”以這種方法會(huì)使更高的頻率加到諧振網(wǎng)絡(luò)，所得到的功率會(huì)減少。值得注意的是，在深度電感模式下工作（遠(yuǎn)離諧振峰值）電流會(huì)從正弦波形變?yōu)槿切?，而且需要很寬的頻率變化去控制調(diào)整率。

相反的，盡可能接進(jìn)諧振點(diǎn)工作時(shí)，對(duì)于給出的負(fù)載改變，頻率變化將最小。

如果應(yīng)用設(shè)計(jì)成盡可能靠近最低諧振點(diǎn)（F01）和第二諧振點(diǎn)(F02之間,已經(jīng)證實(shí)初級(jí)電流在兩個(gè)功率MOS之一的關(guān)閉時(shí)刻不應(yīng)該太低,以便保證在所有條件下為實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)所需的能量。

L6598的功能和諧振對(duì)調(diào)整率的影響已經(jīng)討論過(guò)了。現(xiàn)在我們開(kāi)始描述一些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖16 Vout + I (Cres) 特性

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和應(yīng)用

設(shè)計(jì)程序的描述參照樣板來(lái)進(jìn)行，它用來(lái)評(píng)估整個(gè)等效電路展示在圖17中。

圖17 L6598 組成的AC/DC 諧振變換器電路

對(duì)于PFC部分，僅作簡(jiǎn)單的描述。請(qǐng)參考專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用注意。

下面的討論將僅限于對(duì)諧振式變換器。

設(shè)計(jì)過(guò)程

圖 18 LLC諧振變換器

轉(zhuǎn)換器方塊電路可以分為幾個(gè)大塊，如圖18所示。輸出整流和濾波。變壓器和諧振元件（Lres—Cnes）。半橋。驅(qū) 動(dòng)器控制。目標(biāo)規(guī)范是給出一個(gè)70W交流適配器的設(shè)計(jì)。下面是一些參數(shù)和要求。

——輸出電壓Vo=18V, 最大輸出電流控制在Io=3.8A—4A

——寬范圍交流輸入電壓85V—264V

——需要高功率因數(shù)，總線(xiàn)電壓應(yīng)該是360V—420V

基于這些值，我們可以開(kāi)始設(shè)計(jì)輸出級(jí)濾波器。

——二次側(cè)的電流關(guān)系式（假設(shè)為近似正弦波形）。

輸出濾波器和整流

需要使用高質(zhì)量的電解電容設(shè)置極 限為1%，輸出電壓紋波是等 效串連電阻的函數(shù)（電容貢獻(xiàn)可忽略）。

這是標(biāo)準(zhǔn)使用的兩個(gè)電容（330uF ,WITH ESR = 75 msz 個(gè),電容的內(nèi)部功耗在最大功率輸出時(shí)為140W，電壓紋波約在240mv。

第二級(jí)L*C濾波器的布局接入可以有效的限制輸出電壓紋波，而不需要多個(gè)超過(guò)合理的高性能的電容。在本例的情況下，低價(jià)格電感就減少了高頻率電壓紋波，使之達(dá)到80mv（如圖19）以下。因?yàn)檩敵鲭娏?電壓比率在這種應(yīng)用中輸出整流級(jí)可以呈現(xiàn)出更多的功耗。對(duì)于目前的應(yīng)用，選擇中心抽頭線(xiàn)路連接，效率顯著的改進(jìn)，這樣在每一側(cè)輸出整流器上只有一半功耗，使用這種解決方案，在二次繞組間需要兩繞組很好的耦合。并且使電流波形能很好的對(duì)稱(chēng)。對(duì)我們的設(shè)計(jì)，選擇STPS40L40CT是低壓降功率蕭特基二極管，為T(mén)O-220AB型封裝（Vth = 0.28V，Rd = 0.0105ohm, BV = 40V）