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直流开关电源LLC谐振半桥工作原理

引言 

跟着直流开关电源的开展,软开关技术得到了广泛的开展和应用,已研讨出了不少高功率的电路拓扑,主要为谐振型的软开关拓扑和 PWM 型的软开关拓扑。近几年来,跟着半导体器材制作技术的开展,开关管的导通电阻,寄生电容和反向恢复时间越来越小了,这为谐振改换器的开展提供了又一次机遇。关于谐振改换器来说,如果设计妥当,能完结软开关改换,然后使得直流开关电源具有较高的功率。直流开关电源LLC 谐振改换器实践上来源于不对称半桥电路,后者用调宽型(PWM)控制,而 直流开关电源LLC 谐振是调频型(PFM)。 


一、直流开关电源LLC 谐振改换器原理

图1和图2分别给出了 直流开关电源LLC 谐振改换器的电路图和工作波形。图1中包含两个功率 MOSFET(S1 和S2),其占空比都为0.5;谐振电容 Cs,副边匝数持平的中心抽头变压器 Tr,Tr 的漏感Ls,激磁电感 Lm,Lm 在某个时间段也是一个谐振电感,因而,在 直流开关电源LLC谐振改换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成,即谐振电容 Cs,电感 Ls 和激磁电感 Lm;半桥全波整流二极管 D1 和 D2,输出电容 Cf。直流开关电源LLC 改换器的稳态工作原理如下: 

直流开关电源LLC谐振半桥工作原理

(1)(t1,t2)当t=t1 时,S2 关断,谐振电流给S1的寄生电容放电,一直到S1上的电压为零,然后S1 的体内二级管导通。此阶段D1导通,Lm上的电压被输出电压钳位,因而,只要Ls和Cs参加谐振。

(2)(t2,t3)当t=t2 时,S1在零电压的条件下导通,变压器原边接受正向电压;D1持续导通,S2及D2 截止。此刻 Cs和Ls参加谐振,而Lm不参加谐振。 

(3)(t3,t4)当t=t3 时,S1依然导通,而 D1与D2 处于关断状况,Tr 副边与电路脱开,此刻Lm,Ls和 Cs 一同参加谐振。实践电路中 Lm>>Ls,因而,在这个阶段能够以为激磁电流和谐振电流都保持不变。 

(4)(t4,t5)当t=t4 时,S1关断,谐振电流给S2的寄生电容放电,一直到S2上的电压为零,然后S2 的体内二级管导通。此阶段 D2 导通,Lm 上的电压被输出电压钳位,因而,只要 Ls 和Cs 参加谐振。 

(5)(t5,t6)当t=t5 时,S2 在零电压的条件下导通,Tr 原边接受反向电压;D2持续导通,而S1和D1 截止。此刻仅 Cs和Ls 参加谐振,Lm上的电压被输出电压箝位,而不参加谐振。 

(6)(t6,t7)当 t=t6 时,S2依然导通,而D1和D2处于关断状况,Tr 副边与电路脱开,此刻 Lm,Ls和Cs 一同参加谐振。实践电路中Lm>>Ls,因而,在这个阶段能够以为激磁电流和谐振电流都保持不变。

L6599的软启动电路

直流开关电源LLC谐振半桥工作原理

Pin12 加上 Vcc 电压后,给Pin1(CSS)外接电容 C13 充电,此刻 C13 可视为短路,R36 与R32 并联,电阻削减,L6599 的振动频率升高,直流开关电源功率下降,当 C13 充满电时,此刻 C13 可视为开路,振动频率由R32 决议,振动频率下降,直流开关电源输出正常,由此完结变频软启动功用。同时,VDC 经过R20、 R21、 R22 串联电阻及 R30分压输入 Pin7(Line),R30 上并联的电容用来旁路噪声干扰。

Pin7(Line)电压低于 1.25V 封闭IC,高于 1.25V低于 6V时,IC正常工作,经过对 VDC 的电压检测,完结欠压维护功用。 

IC 完结软启动后,内部振动器开端振动,在 Pin15(HVG)与 Pin11(LVG)输出如图所示的两个占空比挨近 50%的脉冲,驱动 MOS管开端工作。

FSFR1700XS稳压原理 

次级电压经过取样电阻加在光耦(PC2)内发光管上,并与U402(TL431)的基准电压进行比较,U402的稳压值由上偏电阻 R428和并联的下偏电阻R429、R430 决议,稳压值由此公式算得: 

Vo=[R428/R29//R430+1]*1.5V

当负载由满载转向空载时,引起输出电压上升,ICS1(TL431)1脚的电压将上升,而1脚的电压是稳定在 2.5V 的,这将引起 3-2脚间流过的电流增大,光耦(PC2)内发光二极管的电流增大,光耦内光敏三级管流过的电流也增大,光敏三级管相当于一个可变电阻,此刻内光敏管电阻变小,引起 IC 振动频率升高,使输出电压下降,反之,当负载由空载转向满载时,输出电压下降,必定引起 IC 振动频率下降,调理输出电压升高,完结了稳压的意图。

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