LLC諧振變換器空載輸出電壓漂高問題分析解決
摘要:LLC諧振變換拓撲以其高效率、高頻化及良好的電磁兼容(EMC)特性等優(yōu)勢獲得廣泛應用,但實際中空載問題是個難點,空載輸出電壓漂高是一種常見現(xiàn)象,經常出現(xiàn)超出穩(wěn)壓精度要求的情況,常見解決方案是空載下讓LLC工作在打嗝模式或假負載的模式,但打嗝模式會導致較大的空載輸出電壓紋波,假負載會影響電源效率??偨Y分析了一種在解決產品實際問題時得出的實用方案,通過實驗測試發(fā)現(xiàn)初級器件的振蕩電壓通過變壓器傳到次級,若開關頻率達到設置的最高限制頻率,必然導致空載情況下輸出電壓漂高。通過實驗分析得出減小變壓器次級繞組端電壓振蕩的解決方案,經實驗驗證并應用到實際產品中,取得了良好的效果。
關鍵詞:變換器;空載電壓漂高;諧振電感;電壓振蕩
1 引言
LLC諧振變換拓撲具有高效率、高頻化及良好的EMC特性等優(yōu)勢,因此得到廣泛應用。但實際應用中,尤其在寬輸出電壓范圍應用中,如通信電源模塊中輸出電壓在0~58 V且輸出電流在空載和滿載間變化,這種情況下空載、紋波及雜音等問題的處理都存在一定困難。空載輸出電壓漂高是常見現(xiàn)象,經常出現(xiàn)超出穩(wěn)壓精度要求范圍的情況,通常解決方案是空載下讓LLC工作在打嗝模式、假負載或PWM模式,打嗝模式會導致較大的輸出電壓紋波,假負載會影響電源效率,PWM模式會使設計復雜化。
在解決一款200 W電源產品空載問題過程中,發(fā)現(xiàn)初級器件的振蕩電壓通過變壓器傳到次級,導致次級繞組端電壓呈現(xiàn)幅值較大的振蕩,若開關頻率達到限制的最高頻率,必然導致空載下輸出電壓漂高,通過實驗得出一種降低次級繞組輸出電壓振蕩幅度的方案,取得了良好效果。
2 原理與設計
圖1為輸入交流100~264V,輸出直流70V/3A的電源變換器DC/DC主電路原理圖。主電路采用半橋LLC拓撲,控制電路采用LLC專用控制芯片L6599,考慮產品成本,諧振電感Lr采用變壓器漏感,諧振電路參數(shù):Lr=90μH,勵磁電感Lm=700μH,K=Lm/Lr=7.8,諧振電容Cr=0.047 μF,諧振頻率
最高開關頻率為188 kHz(由控制芯片外圍電路設定),圖2為由設計參數(shù)得出的LLC特性曲線。
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