基于MC33067的LLC諧振全橋變換器的應(yīng)用設(shè)計(jì)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3．1 主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
選取fr=100 kHz，主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)過程為：
1、計(jì)算變壓器變比N=Uin／(Uo+Ud)，Ud為輸出整流二極管導(dǎo)通壓降，選用IXYS 60CPQ150快速恢復(fù)二極管，其典型值為1．2 V，計(jì)算得N=7．92。
2、計(jì)算最高、最低輸入電壓時(shí)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(jì)算得到Gmin=0．927，Gmax=1．22。
3、計(jì)算負(fù)載電阻RL和反射電阻RAC：
計(jì)算得到RL=1．15 Ω，RAC=58．5 Ω。
4、計(jì)算品質(zhì)因數(shù)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(shí)Q和k的恰當(dāng)選擇是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，將直接影響變換器的工作頻率范圍、諧振回路中循環(huán)能量大小及轉(zhuǎn)換效率，k值一般在2．5～6之間，設(shè)計(jì)中k取4。計(jì)算得到Q=0．463，Cr=58 nF，Lr=43μH，Lm=172 μH。
至此，變換器主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)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(zhì)的EE65磁芯，初級(jí)功率管則選用STSTW 43NM60ND，次級(jí)整流管為IXYS 60CPQ150快速恢復(fù)二極管，輸出濾波電容為6個(gè)NICHICON電解電容1 000 μF／100 V并聯(lián)。
3．2 控制電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
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(qū)時(shí)間的PFM互補(bǔ)調(diào)制技術(shù)，輸出兩路開關(guān)頻率可達(dá)1 MHz、峰值電流可達(dá)200 mA的驅(qū)動(dòng)脈沖，只需通過隔離變壓器就可以直接驅(qū)動(dòng)MOSFET。芯片內(nèi)部則主要由基準(zhǔn)電壓、壓腔振蕩器、誤差放大器、軟啟動(dòng)電路、欠壓鎖定、保護(hù)以及輸出電路構(gòu)成。基于MC33067所設(shè)計(jì)的PFM控制電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)如下：
(1)最低、最大開關(guān)頻率fmin，fmax的確定：
由于負(fù)載過重使得fs過低，導(dǎo)致變換器進(jìn)入圖2所示主開關(guān)管ZCS區(qū)域，因此要對MC33067的fmin進(jìn)行限制，fmin=fr[1+k(1-1／Gmax2)-1／2，可以得到fmin=67 kHz。同時(shí)，為減小電源啟動(dòng)瞬間對Co的沖擊，一般采用空載高頻開機(jī)方式，開機(jī)頻率為諧振頻率的2～3倍，該設(shè)計(jì)中設(shè)定fmax=200 kHz。
(2)定時(shí)電阻Rosc與定時(shí)電容Cosc的確定：
Rosc與Cosc組合的時(shí)間常數(shù)確定內(nèi)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(diào)頻電阻RVFO的確定：
芯片能夠進(jìn)行頻率調(diào)制，實(shí)際是通過改變流過RVFO電流的大小而改變流經(jīng)Rosc放電電流IRosc：
式中：Imax為fmax時(shí)Cosc總放電電流，其值為1 mA；UEAsat為誤差放大器低電位時(shí)的飽和輸出電壓，其值為0．1V。
由式(6)中第2個(gè)公式得到RVFO=2．7 kΩ。
(4)定時(shí)電阻RT和定時(shí)電容CT的確定：
兩路驅(qū)動(dòng)脈沖的死區(qū)時(shí)間由RT和CT確定，根據(jù)諧振頻率的大小以及工作頻率變化范圍，初步選定死區(qū)時(shí)間Tdead=0．47μs，依據(jù)：RT=Tdead／(0．348CT)，得到RT=2．7 kΩ，CT=500 nF。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/177345.htm
評論