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本文摘要:世界各国相关降低电子控制系统耗能的各种各样提倡,因此以促使单相电沟通交流輸出电源设计方案工作人员应用更为技术设备的电源技术性。

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世界各国相关降低电子控制系统耗能的各种各样提倡,因此以促使单相电沟通交流輸出电源设计方案工作人员应用更为技术设备的电源技术性。为了更好地获得高些的输出功率级,这种提倡回绝高效率超出87%及之上。因为规范反激式(flyback)和双电源正激式等传统式电源流形也不抵制这种效率高级,因此 因此以逐渐被软电源谐振和定谐振流形所替代。

  原理  图1下图为应用三种各有不同流形(定谐振反激式流形、LLC谐振流形和用以硬电源技术性的非对称半桥流形)的电源的电压和电流量波型。    图1:定谐振、LLC和非对称半桥流形的比较  键入二极管电流量降至零  当初中级尾端藕合返次级线圈端时的陡坡转变  体二极管通断,直至MOSFET通断    这三种流形应用了各有不同的技术性来降低MOSFET的全线通车耗损,通断耗损的计算方法以下:    在这里一公式计算中,ID为刚导通后的泄露电流,VDS为电源上的电压,COSSeff为等效电路键入电容器值(还包含杂散电容器效用),tON为通断時间,fSW为电源頻率。  如图所示1下图,定谐振流形中的MOSFET在刚导通时溢趋于电流量为零,由于这类转换器工作中不在到数传输方式下,故开关损耗由通断时的电压和电源頻率规定。

定谐振转换器在漏电压最钟头通断,进而降低开关损耗。这意味著电源頻率不稳定:在特性阻抗偏重时,第一个超过溢电压远较为为先于。过去的设计方案一直在第一个极小值时导通,重特性阻抗下的高效率随电源頻率的降低而降低,冲抵了导通电压较低的优势。

在飞兆半导体材料的e-Series定谐振电源电源开关中,控制板只需等待最短期内(进而设定頻率低限),随后在下一个极小值时导通MOSFET。  其他流形都应用零电压电源技术性。

在这类状况下,上边公式计算里的电压VDS将从一般大概400V的系统总线电压降至1V上下,这合理地防止了导通开关损耗。根据让电流量偏位经体二极管流到MOSFET,再作通断MOSFET,可完成零电压电源。二极管的损耗一般大概为1V。

  谐振转换器根据造成缓慢于电压波型震幅的正弦交流电电流量波型来搭建零电压电源,而这务必在谐振互联网上载入波形电压,该电压的基频份量促使正弦交流电电流量流动性(更为高级份量一般可忽略)。根据谐振,电流量缓慢于电压,进而搭建零电压电源。谐振互联网的键入根据整流器获得DC键入电压,至少见的谐振互联网由一个携带相近被磁化电感器的变电器、一个附加的电感器和一个电容器包括,故故称LLC。

  非对称半桥转换器则是根据硬电源技术性来搭建零电压电源。这儿,桥造成的电压为矩形框波,頻率近高过50%。在把这个电压载入到变电器上以前,务必一个耦合电容来防止在其中的DC份量,而该电容器还做为附加的动能数据存储器。当2个MOSFET都被软启动器时,变电器的走电感中的动能促使半桥的电压旋光性旋转。

这类电压摆幅最终被突然经常会出现初中级电流量的涉及到MOSFET体二极管钳制。  随意选择规范  这种电力能源提升层面的成效带来了出色的高效率。

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针对75W/24V的电源,定谐振转换器设计方案能够获得高达88%的高效率。运用即时整流器(再加附加的模拟仿真控制板和一个PFC前端开发),更为有可能在90W/19V电源下把高效率提高到90%之上。

在该输出功率级,尽管LLC谐振和非对称半桥转换器可获得高些的高效率,但因为这二种计划方案的搭建成本费较高,因此 这一输出功率范畴普遍应用定谐振转换器。针对从1W輔助电源到30W电视机顶盒电源甚至50W的工业生产电源的运用于范畴,e-Series集成化电源电源开关系列产品都十分合理地。在这里输出功率级以上,提议用以携带外界MOSFET的FAN6300定谐振控制板,它能够获得应急处置极高系统软件輸出电压的附加协调能力,除此之外,因为外界MOSFET的随意选择范畴广泛而有利于提升性价比高。

  定谐振反激式流形用以一个中低端MOSFET;而此外二种流形在一个半桥构造中务必2个MOSFET。因而,在输出功率级较低时,定谐振反激式是最没有成本费优点的流形。在输出功率级较高时,变电器的规格降低,高效率和功率升高,这时候通常充分考虑应用二种零电压电源流形。

  控制系统设计不容易遭受四个要素所危害:分别是輸出电压范畴、键入电压、否更非常容易搭建即时整流器,及其走电感的搭建。  图2比较了二种流形的增益值曲线图。

为有助于表述,大家假定务必抵制的輸出电压为110V和380V。针对非对称半桥流形,这不是难题。在大家原著的工作中标准下,380V和110V时其增益值各自为0.2和0.4。

在380V时,高效率较低,由于被磁化DC电流量随頻率扩大而减少。针对LLC谐振转换器而言,仅次增益值为1.2,要注意的是剩特性阻抗曲线图十分相似谐振。0.6的增益值将导致頻率极高,系统软件特性很差。

总言之,LLC转换器不宜于较宽的工作中范畴。根据对走电觉得进行外界调整,LLC转换器能够作为欧州的輸出范畴,但成本是被磁化电流量较小;若应用了PFC前端开发,它的工作中最好。而非对称半桥构造在輸出尾端具备PFC级,因而电源电路可工作中在较长的輸出电压范畴上。

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    图2:非对称半桥和LLC转换器的增益值曲线图  针对24V之上的键入电压,大家提议应用LLC谐振转换器。低的键入二极管电压不容易造成 非对称半桥转换器高效率降低,由于额定值电压较高的二极管,其反过来损耗也较高。

在24V下列,非对称半桥转换器则是非常好的随意选择。由于这时候LLC转换器的键入电容器谐波失真电流量要小得多,其随键入电压降低而缩小,进而降低解决方法的成本费和规格。  所述二种流形都能够应用即时整流器。对非对称半桥流形,这搭建一起比较简单(查看飞兆半导体材料运用于表述AN-4153)。

对LLC控制板,务必一个相近的模拟仿真电源电路来检验流入MOSFET的电流量,假如电源頻率被允许为第二个谐振頻率(图2中的100kHz),该技术性是非常简单的。


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