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提升电源效率和可靠性的黄金搭档:半桥谐振LLC+CoolMOS开关管!

cathy /

近来,LLC拓扑以其高效,高功率密度受到广大电源设计工程师的青睐,但是这种软开关拓扑对MOSFET的要求却超过了以往任何一种硬开关拓扑。特别是在电源启机,动态负载,过载,短路等情况下。CoolMOS 以其快恢复体二极管,低Qg 和Coss能够完全满足这些需求并大大提升电源系统的可靠性。

<strong>一、摘要</strong>

长期以来, 提升电源系统功率密度,效率以及系统的可靠性一直是研发人员面临的重大课题。 提升电源的开关频率是其中的方法之一, 但是频率的提升会影响到功率器件的开关损耗,使得提升频率对硬开关拓扑来说效果并不十分明显,硬开关拓扑已经达到了它的设计瓶颈。而此时,软开关拓扑,如LLC拓扑以其独具的特点受到广大设计工程师的追捧。但是,这种拓扑却对功率器件提出了新的要求。

<strong>二、LLC 电路的特点</strong>

LLC 拓扑的以下特点使其广泛的应用于各种开关电源之中:

1.LLC 转换器可以在宽负载范围内实现零电压开关;

2.能够在输入电压和负载大范围变化的情况下调节输出,同时开关频率变化相对很小;

3.采用频率控制,上下管的占空比都为50%;

提高高电压输入低电压输出电源效率,此法验证有效!

cathy /

<strong>如何提高高电压输入、低电压输出的电源转换器的效率?</strong>

对于需要从高输入电压转换到极低输出电压的应用,有不同的解决方案。一个有趣的例子是从48 V转换到3.3 V。这样的规格不仅在信息技术市场的服务器应用中很常见,在电信应用中同样常见。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-03/wen_zhang_/100010558-36781-d1.p…; alt=“图1. 通过单一转换步骤将电压从48 V降至3.3 V” width="600"></center><center><i>图1. 通过单一转换步骤将电压从48 V降至3.3 V</i></center>

提高开关电源效率的五个方法

editor Chen /

开关电源的功耗包括由半导体开关、磁性元件和布线等的寄生电阻所产生的固定损耗以及进行开关操作时的开关损耗。对于固定损耗,由于它主要取决于元件自身的特性,因此需要通过元件技术的改进来予以抑制。在磁性元件方面,对于兼顾了集肤效应和邻近导线效应的低损耗绕线方法的研究由来已久。为了降低源自变压器漏感的开关浪涌所引起的开关损耗,开发出了具有浪涌能量再生功能的缓冲电路等新型电路技术。以下是提高开关电源效率的电路和系统方法:

1、通过ZVS(零电压开关)、ZCS(零电流开关)等利用谐振开关来降低开关损耗

这种方法对于降低开关损耗极为有效,但问题是因峰值电流和峰值电压所导致的固定损耗将会增加。

2、运用以有源箝位电路为代表的边缘谐振来降低开关损耗

这种方法是为解决该问题而开发的有源缓冲器,是一种极为实用的ZVS方式。但是由轻负载条件下的无功电流所引发的效率下降问题却是其一大缺陷。

3、通过延展开关元件的导通时间以抑制峰值电流的方法来减少固定损耗

在这一种方法中,采用抽头电感器的方式是比较有效的,它能够应付由漏感所引起的浪涌现象。

4、在低电压大电流的场合通过改善同步整流电路的方法来减少固定损耗

电源效率