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降低諧振變換器輕負載開關(guān)頻率的思考

2023-06-16 14:26 作者:楊帥鍋講電源  | 我要投稿

前言:特別是大K值的諧振腔設(shè)計,在輕負載時開關(guān)頻率會跑到很寬的范圍,因此如何降低開關(guān)頻率是優(yōu)化LLC變換器在輕負載區(qū)域的重要考慮。

? 單純的依靠頻率增益曲線來優(yōu)化諧振變換器的開關(guān)頻率,需要加大勵磁電感這樣會加大勵磁電流帶來效率問題。因此降低開關(guān)頻率的考慮,可以借鑒burst mode方法,通過控制一段空擋時間來降低平均傳輸功率。

? 因此這里提出一種多谷底開關(guān)的輕負載控制方法,可見下圖所示,通過在一段開關(guān)序列后增加多谷底空擋時間來降低平均傳輸功率。當(dāng)檢測到HB節(jié)點電壓接近VIN時,開啟高端開關(guān),然后進入正常的LLC工作模式,運行一個指定的PWM數(shù)量序列后,進入多谷底模式。反饋通過控制選擇谷底的數(shù)量來進行一定范圍的功率調(diào)節(jié)。

? 可知此時HB節(jié)點的電壓諧振是勵磁電感LM和橋臂COSS電容進行的諧振,為了能產(chǎn)生HB節(jié)點的諧振,是需要檢測到諧振電流過零后,立刻關(guān)閉開關(guān)才行,否則諧振腔就會向副邊傳輸功率,這種情況下諧振波形就很快減弱,因此開關(guān)序列的最后一個PWM一定是要等諧振電流過零穿越后才能關(guān)閉。

比如說繼續(xù)增大功率,則需要減少空擋時間,切換到4谷底。

繼續(xù)增大功率,則可以切換到2谷底

? 如果還需增大功率,就脫離多谷底開關(guān)模式,進入正常的PFM工作即可。

問題:多谷底模式工作使得輸出紋波增大,但是可以明顯的降低開關(guān)頻率,對優(yōu)化磁損和開關(guān)損耗有意義。如果繼續(xù)降低負載,可以進入傳統(tǒng)的burst mode工作。所以用不用多谷底切換模式,主要是考慮紋波和輕負載效率的平衡,主要是看自己的應(yīng)用側(cè)重點,感謝觀看感謝支持,謝謝。


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