LLC諧振變換器空載輸出電壓漂高問題分析解決
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3 實驗
實際測試空載輸出電壓不能滿足規(guī)格要求，空載輸出電壓達80 V(規(guī)格為70 V)以上，穩(wěn)壓精度遠超出規(guī)格要求的3％，嘗試下述解決方案：①假負載：經(jīng)實驗要加載到3 W以上才能使空載電壓滿足要求，對電源效率影響太大(額定狀態(tài)下要求大于93％)；②空載工作在打嗝模式：可滿足穩(wěn)壓精度要求，但輸出紋波超過200 mV(實際要求小于150 mV)；③最高頻率限制點放開：測試空載下工作頻率為188 kHz，該頻率已達L6599外圍參數(shù)設置的最高頻率，將最高頻率限制點設置到更高頻率并不能解決此問題。因為開關頻率升高，輸出電壓將降低，嘗試將最高頻率設置為250 kHz，則空載輸出電壓略有降低(約為78 V)，改善不大。
變壓器次級繞組端電壓us波形如圖3a所示。可見其呈現(xiàn)幅值較大的振蕩，振蕩幅值在80 V以上，這表明若輸出空載，同時開關頻率達到最高頻率，輸出電容電壓必然會充高到80V以上，在不改變最高頻率的情況下，若要輸出電壓不出現(xiàn)漂高，必須降低振蕩電壓的幅值，但將最高限制頻率放開并不能解決此問題，原因為：由圖2可知，空載下高頻段特性曲線比較平坦，這與K較大有關，從效率方面考慮，為降低MOSF ET關斷電流，取較大K值(7．8左右)，這使得開關頻率變化范圍寬且特性曲線較平坦，尤其在空載時，加上寄生參數(shù)的影響，空載下曲線有可能在高頻段出現(xiàn)上翹，由實驗結(jié)果可知，將最高限制頻率放開不能解決此問題的原因就在于此。本文引用地址：http://2s4d.com/article/175870.htm
下面分析引起次級繞組端電壓大幅值振蕩的原因。測試變壓器初級繞組端電壓up(圖1中A，B間電壓)如圖3b中上半部分所示，無明顯振蕩。下面討論諧振電感端電壓是否有振蕩。諧振電感利用變壓器漏感，其端電壓無法直接測試，測試諧振電感電流i波形如圖3b中下半部分所示(i通過電流互感器測量，電壓電流換算關系：i=0．15up)?？梢奿L振蕩明顯，可以推斷諧振電感電壓必定有相應振蕩uLr=Lrdi／dt。經(jīng)變壓器傳到次級導致空載輸出電壓漂高。
電感電壓振蕩的抑制首先考慮在回路中增加電容，為不影響諧振參數(shù)，將電容加在開關管兩端且取值不能太大，嘗試在V1兩端并聯(lián)一個330 pF的瓷片電容C1則i的波形如圖3c中下半部分所示，電流波形振蕩明顯減小。這時us如圖3c中上半部分所示，最高電壓幅值僅為70 V，開關頻率降至約120 kHz，這時振蕩電壓幅值即使比70 V略高，環(huán)路調(diào)節(jié)也會升高開關頻率使輸出電壓達到穩(wěn)定電壓70 V。
4 結(jié)論
LLC空載輸出電壓漂高是常見現(xiàn)象，諧振電感電壓波形振蕩引起變壓器次級電壓振蕩幅值過大、導致空載輸出電壓漂高是一種常見的原因，通過在半橋的一個MOSFET并聯(lián)電容可以解決這一問題，方案經(jīng)產(chǎn)品應用驗證取得了良好的效果。
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