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降低諧振變換器輕負載開關頻率的思考

CHANBAEK ? 來源:開關電源仿真與實用設計 ? 作者:楊帥鍋 ? 2023-05-01 09:41 ? 次閱讀

單純的依靠頻率增益曲線來優化諧振變換器的開關頻率,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的輕負載控制方法,可見下圖所示,通過在一段開關序列后增加多谷底空擋時間來降低平均傳輸功率。 當檢測到HB節點電壓接近VIN時,開啟高端開關,然后進入正常的LLC工作模式,運行一個指定的PWM數量序列后,進入多谷底模式。 反饋通過控制選擇谷底的數量來進行一定范圍的功率調節。

wKgZomRKJy2Adx4NAAIPHFRwDlY694.jpg

可知此時HB節點的電壓諧振是勵磁電感LM和橋臂COSS電容進行的諧振,為了能產生HB節點的諧振,是需要檢測到諧振電流過零后,立刻關閉開關才行,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閉。

比如說繼續增大功率,則需要減少空擋時間,切換到4谷底。

wKgZomRKJy2AHVJoAAF9QDGalEE767.jpg

繼續增大功率,則可以切換到2谷底

wKgaomRKJy2AUq27AAE5WQ7VYW8675.jpg

如果還需增大功率,就脫離多谷底開關模式,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頻率,對優化磁損和開關損耗有意義。 如果繼續降低負載,可以進入傳統的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,主要是看自己的應用側重點,感謝觀看感謝支持,謝謝。

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