基于MC33067的LLC諧振全橋變換器的應用設計
加入技術交流群
3．1 主電路關鍵參數設計
選取fr=100 kHz，主電路關鍵參數設計過程為：
1、計算變壓器變比N=Uin／(Uo+Ud)，Ud為輸出整流二極管導通壓降，選用IXYS 60CPQ150快速恢復二極管，其典型值為1．2 V，計算得N=7．92。
2、計算最高、最低輸入電壓時增益Gmin，Gmax：
Gmin=2n(Uo+Ud)／Uinmax，Gmax=2n(Uo+Ud)／Uinmin (3)
Uinmin，Uinmax分別為輸入直流電壓的最小值和最大值，分別為320 V和420 V。計算得到Gmin=0．927，Gmax=1．22。
3、計算負載電阻RL和反射電阻RAC：
計算得到RL=1．15 Ω，RAC=58．5 Ω。
4、計算品質因數Q，Cr，Lr，Lm為：
式中：k值為Lm和Lr的比值。
對于LLC諧振變換器而言，滿載時Q和k的恰當選擇是設計的關鍵，將直接影響變換器的工作頻率范圍、諧振回路中循環能量大小及轉換效率，k值一般在2．5～6之間，設計中k取4。計算得到Q=0．463，Cr=58 nF，Lr=43μH，Lm=172 μH。
至此，變換器主電路關鍵參數設計完畢。為保證輸出功率留有一定的裕量，主變壓器選用PC40材質的EE65磁芯，初級功率管則選用STSTW 43NM60ND，次級整流管為IXYS 60CPQ150快速恢復二極管，輸出濾波電容為6個NICHICON電解電容1 000 μF／100 V并聯。
3．2 控制電路關鍵參數設計
控制電路采用高性能諧振控制器MC33067為控制核心，該芯片采用固定死區時間的PFM互補調制技術，輸出兩路開關頻率可達1 MHz、峰值電流可達200 mA的驅動脈沖，只需通過隔離變壓器就可以直接驅動MOSFET。芯片內部則主要由基準電壓、壓腔振蕩器、誤差放大器、軟啟動電路、欠壓鎖定、保護以及輸出電路構成。基于MC33067所設計的PFM控制電路關鍵參數設計如下：
(1)最低、最大開關頻率fmin，fmax的確定：
由于負載過重使得fs過低，導致變換器進入圖2所示主開關管ZCS區域，因此要對MC33067的fmin進行限制，fmin=fr[1+k(1-1／Gmax2)-1／2，可以得到fmin=67 kHz。同時，為減小電源啟動瞬間對Co的沖擊，一般采用空載高頻開機方式，開機頻率為諧振頻率的2～3倍，該設計中設定fmax=200 kHz。
(2)定時電阻Rosc與定時電容Cosc的確定：
Rosc與Cosc組合的時間常數確定內部壓腔振蕩器的最小振蕩頻率，其值為2fmin：Rosc=(Tmax-70ns)／(0．348Cosc)，得到Rosc=10kΩ，Cosc=2．4 nF。
(3)調頻電阻RVFO的確定：
芯片能夠進行頻率調制，實際是通過改變流過RVFO電流的大小而改變流經Rosc放電電流IRosc：
式中：Imax為fmax時Cosc總放電電流，其值為1 mA；UEAsat為誤差放大器低電位時的飽和輸出電壓，其值為0．1V。
由式(6)中第2個公式得到RVFO=2．7 kΩ。
(4)定時電阻RT和定時電容CT的確定：
兩路驅動脈沖的死區時間由RT和CT確定，根據諧振頻率的大小以及工作頻率變化范圍，初步選定死區時間Tdead=0．47μs，依據：RT=Tdead／(0．348CT)，得到RT=2．7 kΩ，CT=500 nF。本文引用地址：http://www.104case.com/article/177345.htm
評論