半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器的設(shè)計技巧及解決方案

　　對于半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器的設(shè)計而言，還涉及到其它的一些重要因素，如初級電流和諧振電容的參數(shù)確定、次級整流設(shè)計和輸出電容參數(shù)的確定、諧振電感的平衡性、變壓器繞組參數(shù)的確定和變壓器的制作等。這些進(jìn)一步的設(shè)計信息可以聯(lián)系安森美半導(dǎo)體獲得。

　　安森美半導(dǎo)體的半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器解決方案NCP1395/NCP1396

　　作為全球領(lǐng)先的高能效電源半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體提供的半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器解決方案包括NCP1395和NCP1396控制器。NCP1396是一款更新的器件，內(nèi)置驅(qū)動器。它們均為為構(gòu)建可靠及穩(wěn)固的諧振模式開關(guān)電源提供了所有必需功能，具有極低的待機(jī)能耗。它們的關(guān)鍵特性包括：50kHz至1.0MHz的寬廣頻率范圍（NCP1395）、可調(diào)節(jié)的死區(qū)時間(dead time)、可調(diào)節(jié)的軟啟動、可調(diào)節(jié)的最小和最大頻率漂移、低啟動電流、欠壓檢測、可調(diào)節(jié)的故障定時器間隔和跳周期可能性等。

　　NCP1396的獨特架構(gòu)包括一個500kHz的壓控振蕩器，由于在諧振電路結(jié)構(gòu)中避開諧振尖峰相當(dāng)重要，因此為了將轉(zhuǎn)換器安排在正確的工作區(qū)域，NCP1396內(nèi)置了可調(diào)節(jié)且精確的最低開關(guān)頻率，通過專有高電壓技術(shù)支持，這款控制器應(yīng)用在能夠接受高達(dá)600V本體電壓半橋式應(yīng)用的自舉MOSFET驅(qū)動電路上。此外，可調(diào)整的死區(qū)時間可以幫助解決上方與下方晶體管相互傳導(dǎo)的問題，同時確保一次端開關(guān)在所有負(fù)載情況下的零電壓轉(zhuǎn)換(ZVS)，并輕松實現(xiàn)跳周期模式來改善待機(jī)能耗以及空載時的工作效率。

　　NCP1396/5具備多重保護(hù)功能，提供更好的電路保護(hù)，帶來更安全的轉(zhuǎn)換器設(shè)計而不增加電路的復(fù)雜度，NCP1396/5的各種強(qiáng)化保護(hù)功能包括有反饋環(huán)路失效偵測、快速與低速事件輸入，以及可以避免在低輸入電壓下工作的電源電壓過低偵測等。

　　面向各種多樣化的電源應(yīng)用設(shè)計，NCP1396提供有兩種型號選擇：A和B。兩種型號的不同表現(xiàn)在：

　　1. 啟動閥值不同，NCP1396A和NCP1396B分別是VCC=13.3V和VCC=10.5V(相應(yīng)地NCP1395A和NCP1395B分別為VCC=12.8V和VCC=10V)；

　　2. 在釋出快速故障輸入時NCP1396A/NCP1395A不會激活軟啟動功能，而NCP1396B/NCP1395B則會在快速故障輸入釋出時通過軟啟動序列恢復(fù)工作。

　　從設(shè)計上來看，NCP1396A/NCP1395A推薦用于大功率消費類應(yīng)用設(shè)計，在這些設(shè)計中設(shè)計人員能夠使用外部啟動電阻，而NCP1396B/NCP1395B更適合于工業(yè)/醫(yī)療應(yīng)用，這些應(yīng)用中的12V輔助電源能夠直接為芯片供電。

　　圖6：采用NCP1396A的安森美半導(dǎo)體GreenPoint 220瓦液晶電視電源參考設(shè)計。

　　本文小結(jié)

　　輸出功率在150~600W之間的液晶電視和等離子電視等應(yīng)用要求開關(guān)電源具有較高的功率密度和平滑的電磁干擾(EMI)信號，而且解決方案元器件數(shù)量少、性價比高。雖然開關(guān)電源可以采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)眾多，但雙電感加單電容(LLC)串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器在滿足這些應(yīng)用要求方面擁有獨特的優(yōu)勢。本文主要分析了半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器的一些重要的設(shè)計考慮，如諧振電容和諧振電感的配置、工作狀態(tài)、建模和增益特性等。此外，還包括其它一些考慮因素，如初級電流和諧振電容的參數(shù)確定、次級整流設(shè)計和輸出電容參數(shù)的確定、諧振電感的平衡性、變壓器繞組參數(shù)的確定和變壓器的制作等。本文最后還簡要介紹了安森美半導(dǎo)體的兩款高能效半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器解決方案NCP1395和NCP1396的主要特性及其應(yīng)用設(shè)計側(cè)重點，方便客戶的應(yīng)用設(shè)計，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。