提升电源系统可靠性的有效选择
来源： 作者： 发布时间：2015-05-08 13:19:53 浏览量：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。Infineon CoolMOS CFD2系列以其高击穿电压，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。
1. 引言
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。
2. LLC 电路的特点
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%.
4. 减小次级同步整流MOSFET的电压应力，可以采用更低的电压MOSFET从而减少成本。
5. 无需输出电感，可以进一步降低系统成本。
6. 采用更低电压的同步整流MOSFET, 可以进一步提升效率。
3. LLC 电路的基本结构以及工作原理
图1和图2分别给出了LLC谐振变换器的典型线路和工作波形。如图1所示LLC转换器包括两个功率MOSFET(Q1和Q2)，其占空比都为0.5;谐振电容Cr,副边匝数相等的中心抽头变压器Tr,等效电感Lr,励磁电感Lm,全波整流二极管D1和D2以及输出电容Co。
图1 LLC谐振变换器的典型线路
图2 LLC谐振变换器的工作波形
而LLC有两个谐振频率，Cr, Lr 决定谐振频率fr1; 而Lm, Lr, Cr决定谐振频率fr2。
系统的负载变化时会造成系统工作频率的变化，当负载增加时， MOSFET开关频率减小， 当负载减小时，开关频率增大。
3.1 LLC谐振变换器的工作时序
LLC变换器的稳态工作原理如下。
1)〔t1,t2〕
Q1关断，Q2开通，电感Lr和Cr进行谐振，次级D1关断，D2开通，二极管D1约为两倍输出电压，此时能量从Cr, Lr转换至次级。直到Q2关断。
2)〔t2,t3〕
Q1和Q2同时关断，此时处于死区时间， 此电感生产时电感Lr, Lm电流给Q2的输出电容充电，给Q1的输出电容放电直到Q2输出电容的电压等于Vin.
次级D1和D2关断 Vd1=Vd2=0, 当Q1开通时该相位结束。
3)〔t3,t4〕
Q1导通，Q2关断。D1导通， D2关断， 此时Vd2=2Vout
Cr和Lr谐振在fr1, 此时Ls的电流通过Q1返回到Vin,直到Lr的电流为零次相位结束。
4)〔t4,t5〕
Q1导通， Q2关交流电感器断， D1导通， D2关断，Vd2=2Vout
Cr和Lr谐振在fr1, Lr的电流反向通过Q1流回功率地。 能量从输入转换到次级，直到Q1关断该相位结束
5)〔t5,t6)
Q1,Q2同时关断， D1,工字电感器D2关断， 原边电流I(Lr+Lm)给Q1的Coss充电， 给Coss2放电， 直到Q2的Coss电压为零。 此时Q2二极管开始导通。 Q2开通时相位结束。
6)〔t6,t7〕
Q1关断，Q2导通，D1关断， D2 开通，Cr和模压电感器Ls谐振在频率fr1, Lr 电流经Q2回到地。 当Lr电流为零时相位结束。
3.2 LLC谐振转换器异常状态分析
以上描述都是LLC工作在谐振模式， 接下来我们分析LLC转换器在启机， 短路， 动态负载下的工作情况。
3.21 启机状态分析
通过LLC 仿真我们得到如图3所示的波形，在启机第一个开关周期，上下管会同时出现一个短暂的峰值电流Ids1 和Ids2. 由于MOSFET Q1开通时会给下管Q2的输出电容Coss充电，当Vds为高电平时充电结束。而峰值电流Ids1和Ids2也正是由于Vin通过MOSFET Q1 给Q2 结电容Coss的充电而产生。
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求大神指导一下单周期PFC问题，为什么输入电流跟
输出电压和电流都能稳定，求各位大神指导一下（上图是输入电流和输入电压的波形）
友情提示你去看看课本吧。。。你好，我把电路的参数调整了一下，输出电压和输出电流基本达到
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