LLC諧振變換器一個(gè)主要的難點(diǎn)問(wèn)題在于輕載和空載條件下輸出電壓難以穩(wěn)定,并且低壓輸出情況下需要的工作頻率較高。
對(duì)于LLC諧振電路,當(dāng)工作頻率f> fr時(shí),工作頻率越高,電壓增益M越低。當(dāng)控制頻率f> fr,LLC諧振拓?fù)涞妮敵鲭妷弘S著f的升高而降低,當(dāng)負(fù)載減小至輕載狀態(tài)時(shí),輸出電壓趨于平緩,這樣為了穩(wěn)定電壓,工作頻率需要升得很高,但是工作頻率范圍過(guò)寬會(huì)帶來(lái)磁性器件難以優(yōu)化的問(wèn)題,而且工作頻率越高,開(kāi)關(guān)損耗及磁芯鐵損及渦流損耗也越大;此外,當(dāng)負(fù)載接近空載,輸出電壓反而有可能會(huì)上升,導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行負(fù)反饋控制。因此在電源行業(yè)中,有人在輸出端加上固定的負(fù)載,利用這種方法在輕載和空載條件下穩(wěn)定輸出電壓,但這樣會(huì)增加空載損耗,降低電源效率。
還有調(diào)節(jié)PFC母線電壓的方法,當(dāng)輸出電壓低時(shí)降低PFC母線電壓,但模塊輸入電壓范圍越來(lái)越寬,以最高290V輸入為例,整流濾波后就有408V,PFC母線電壓被輸入電壓鉗位,無(wú)法降低。
總之,單純的變頻控制會(huì)導(dǎo)致工作頻率范圍過(guò)寬甚至失效,帶來(lái)磁性元件難以優(yōu)化和電路損耗過(guò)大的問(wèn)題,以及反饋控制難以設(shè)計(jì)的問(wèn)題,所以簡(jiǎn)單的調(diào)頻控制無(wú)法滿足輕載或空載時(shí)輸出穩(wěn)壓的要求。
通過(guò)改變LLC諧振電路輸入開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓,同時(shí)還根據(jù)負(fù)載電路的反饋信號(hào)調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比,使得LLC諧振電路在低壓和輕載時(shí)可以穩(wěn)壓;即在PFM的同時(shí)進(jìn)行PWM控制,其功能框圖如下圖所示。其中Comp為常規(guī)PWM芯片或者移相控制芯片的Comp腳,決定驅(qū)動(dòng)脈寬或者移相角;而RT腳為常規(guī)PWM芯片或者移相控制芯片的RC振蕩器的RT腳,決定驅(qū)動(dòng)的頻率;而甄別器具有邏輯判斷的功能。
為何要同時(shí)調(diào)節(jié)工作頻率和占空比?
那么,我們需要了解引入PWM控制后,LLC主電路的工作過(guò)程及特性。
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