Резонансный LLC конвертер

---

LLC-преобразователь представляет собой резонансный инвертор с тремя реактивными элементами, в которых входное напряжение постоянного тока превращается в прямоугольные импульсы с помощью ряда ключей, выполненных в виде полумостовой или полномостовой схемы. Для питания резонансного LLC накопителя (LLC tank), который эффективно отфильтровывает гармоники, создавая синусоидальную форму напряжения и тока. Это в свою очередь идет на трансформатор, который обеспечивает масштабирование напряжения и гальваническую изоляцию. Поток мощности преобразователя регулируется путем модулирования прямоугольной частоты относительно резонанса контура LLC накопителя.

 

В резонансном LLC преобразователе все полупроводниковые ключи имеют плавное переключение, а также переключение при нулевом напряжении (ZVS) при включении для первичных полевых МОП-транзисторов и переключение при нулевом токе (ZCS) при включении и выключении для выпрямители во вторичном контуре. Это приводит к низким уровням электромагнитных излучений (EMI). Кроме того, он может обеспечить высокую степень интеграции магнитных компонентов, что позволяет создавать преобразователи с более высокой эффективностью и удельной мощностью.

 

Ниже рассмотрим резонансный LLC преобразователь 330 Вт Texas Instruments

Показанное ниже базовое решение представляет собой компактную, безмостовую, высокоэффективную эталонную конструкцию переменного / постоянного тока с выходным напряжением 19,5 В мощностью 330 Вт. Она включает в себя внешнюю двунаправленный безмостовой преобразователь с коррекцией коэффициента мощности (PFC) на основе микросхемы UCC28180A, обеспечивающую пиковую эффективность от начала до конца > 94% при входном напряжении 90 В переменного тока и > 95,5% при входном напряжении 230 В переменного тока. DC / DC реализован с использованием этапа HB-LLC, реализованного с использованием микросхемы UCC256301. Конструкция использует микросхему UCC24624 для синхронного выпрямления на вторичной стороне для повышения эффективности.

 

Характеристики безмостового LLC резонансного преобразователя 330 Вт

 

• Эффективность при полной нагрузке при 230 В переменного тока > 95,5% и > 94% при 90 В переменного тока
• Высокий коэффициент мощности > 0,99, соответствует нормам PFC и текущему коэффициенту гармоник THD согласно IEC 61000-3-2 Класс A
• Потребление < 0,25 Вт в режиме ожидания с пакетным режимом на каскадах PFC и LLC
• Функция предотвращения ZCS и функция обнаружения OVP в контроллере LLC повышает надежность и защищает системы от перегрузки по току, короткого замыкания и перенапряжения для обеспечения безопасности
• Малый форм-фактор печатной платы: 152 мм × 75 мм × 25 мм

 

КПД схемы показан на рисунке ниже