您好!歡迎光臨烜芯微科技品牌官網(wǎng)!

深圳市烜芯微科技有限公司

ShenZhen XuanXinWei Technoligy Co.,Ltd
二極管、三極管、MOS管、橋堆

全國服務(wù)熱線:18923864027

LLC諧振電路,同步整流技術(shù)圖文介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2023-03-10 18:01:12
  • 來源:
  • 閱讀次數(shù):
LLC諧振電路,同步整流技術(shù)圖文介紹
同步整流是一種提高DC/DC變換效率的技術(shù),尤其是在低電壓、大電流的應(yīng)用場(chǎng)合,其效果更為顯著。同步整流技術(shù)是通過采用導(dǎo)通電阻較小的MOS管代替DC/DC變換器中的整流二極管,從而提高效率。
就像在通信電源領(lǐng)域,以一款24V/50A輸出,功率為1200W的通信電源為例,假設(shè)變換器采用的是全波整流電路。
LLC諧振 同步整流
整流二極管采用的是肖特基二極管,其正向?qū)▔航凳?.3V,正常工作時(shí)每個(gè)肖特基二極管導(dǎo)通損耗為15W,總計(jì)是30W,占據(jù)了總功率的2.5%,會(huì)嚴(yán)重影響變換器的效率。
假設(shè)采用的是同步整流技術(shù),選取合適的MOS管代替肖特基二極管,例如MOS管IPB014N06NATMA1,其漏源級(jí)擊穿電壓為60V,連續(xù)漏極電流為180A,導(dǎo)通電阻僅為1.2mΩ,變換器正常工作時(shí),每個(gè)該MOS管導(dǎo)通損耗為3W,總計(jì)為6W,占據(jù)了總功率的0.5%,可以看出采用同步整流大大降低了損耗,提高了變換器的效率。
同步整流技術(shù)對(duì)于提高DC/DC變換器的效率的作用毋庸置疑,但是由于其整流管采用MOS管替代二極管,因此電路設(shè)計(jì)時(shí)還需要設(shè)計(jì)MOS管的驅(qū)動(dòng)電路,增加了電路的復(fù)雜度。同時(shí),同步整流采用的MOS管價(jià)格成本往往都要高于二極管,因此在設(shè)計(jì)DC/DC變換器是應(yīng)綜合考慮效率和成本的問題。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求
為了保證DC/DC變換器同步整流正常有效的工作,設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于MOS管驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有一定的要求。
以全波整流電路為例,采用同步整流技術(shù),兩個(gè)MOS管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為互補(bǔ)信號(hào),同時(shí)為了防止兩個(gè)MOS管同時(shí)導(dǎo)通,造成變壓器副邊短路的情況,通常需要設(shè)置一定的死區(qū)時(shí)間。
而驅(qū)動(dòng)信號(hào)的死區(qū)時(shí)間不宜過長,死區(qū)過長將導(dǎo)致電流流過兩個(gè)MOS管的體二極管的時(shí)間過長,導(dǎo)通損耗增大,影響同步整流的效果。
綜上所述,最為理想同步整流工作狀態(tài)是所有的電流均流過MOS管的溝道,而非其體二極管,然而考慮到實(shí)際電路的一些情況,比如計(jì)生參數(shù)以及環(huán)境因素等影響,對(duì)設(shè)計(jì)理想的同步整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)增加了一定的難度。
驅(qū)動(dòng)方式分類
不同的DC/DC變換器電路的拓補(bǔ),其同步整流驅(qū)動(dòng)方式也有所不同,主要驅(qū)動(dòng)方式分為外驅(qū)動(dòng)和內(nèi)驅(qū)動(dòng)兩種,其中,外驅(qū)動(dòng)可分為傳統(tǒng)型驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)漏源極電壓型驅(qū)動(dòng),內(nèi)驅(qū)動(dòng)可分為電壓型驅(qū)動(dòng)、電流型驅(qū)動(dòng)以及混合型驅(qū)動(dòng)。
傳統(tǒng)型外驅(qū)動(dòng)通常使用原邊逆變橋的驅(qū)動(dòng)控制芯片產(chǎn)生同步整流管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),理想情況下原副邊MOS管驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序一致,同時(shí)由于LLC諧振變換器原副邊存在變壓器,因此SR的驅(qū)動(dòng)信號(hào)需要通過隔離電路與原邊進(jìn)行隔離,
如圖所示,當(dāng)LLC諧振變換器工作在變壓器副邊電流連續(xù)或者臨界連續(xù)的狀態(tài)時(shí),原邊逆變橋驅(qū)動(dòng)控制芯片產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與副邊電流同步,符合同步整流驅(qū)動(dòng)的要求;當(dāng)LLC諧振變換器工作在變壓器副邊電流斷續(xù)的狀態(tài)時(shí),副邊電流一旦下降到零。
由于原邊變橋驅(qū)動(dòng)控制芯片驅(qū)動(dòng)信號(hào)依然存在,導(dǎo)致副邊SR依然導(dǎo)通,因此在電流斷續(xù)的這段時(shí)間,能量將從副邊回流到原邊,最終導(dǎo)致變換器損耗增加,增益下降。
根據(jù)上述分析可以得出,傳統(tǒng)型外驅(qū)動(dòng)適用于LLC諧振變換器變壓器副邊電流連續(xù)或者臨界連續(xù)的工作狀態(tài),并且存在增益受限、副邊SR無法實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷軟開關(guān)等問題。
LLC諧振 同步整流
檢測(cè)漏源極電壓型驅(qū)動(dòng)主要是采用相關(guān)集成電路芯片搭建的電路,提供SR驅(qū)動(dòng)信號(hào)。目前市場(chǎng)上同步整流IC芯片數(shù)量很多,例如STM公司的SRK2000、ON公司的FAN6208、INFINEON公司的IR11682等。
其中,大多數(shù)芯片都是撿測(cè)SR漏源極電壓的方式來提供驅(qū)動(dòng)信號(hào),以STM公司的SRK2000為例,介紹檢測(cè)漏源極電壓型驅(qū)動(dòng)的工作原理。
SRK2000采用SO-8封裝,其引腳數(shù)量少,結(jié)構(gòu)簡單,如圖所示,DVS1和DVS2為檢測(cè)SR漏源極電壓的引腳,GD1和GD2為驅(qū)動(dòng)SR的引腳。圖為SRK2000工作波形圖,上圖為SR漏源極電壓波形,下圖為SR門極驅(qū)動(dòng)電壓波形。
LLC諧振 同步整流
SR漏源極電壓波形所示,圖中的兩個(gè)電壓值,即Vth-on和Vth-off均為DVS1和DVS2檢測(cè)判斷閾值。其中,體二極管開始導(dǎo)通的標(biāo)志,一般為-0.7V,—旦檢測(cè)到該值,應(yīng)立即輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào),開通SR;
Vth_〇ff是SR關(guān)斷的標(biāo)志,可以設(shè)在-25mV到-12mV之間,一旦檢測(cè)到該值,說明此時(shí)需要關(guān)斷SR,從而達(dá)到理想的同步整流效果。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于VTH_〇FF閾值電壓很小,電路中又存在寄生參數(shù)的影響,導(dǎo)致DVS1、DVS2引腳檢測(cè)SR漏源極電壓有偏差,因此可能會(huì)發(fā)生SR誤關(guān)斷的情況,影響同步整流的效果。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等,20年,工廠直銷省20%,上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號(hào)碼或加QQ/微信,由我們的銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹
 
聯(lián)系號(hào)碼:18923864027(同微信)
QQ:709211280

相關(guān)閱讀