降低谐振变换器轻负载开关频率的思考

描述

单纯的依靠频率增益曲线来优化谐振变换器的开关频率,需要加大励磁电感这样会加大励磁电流带来效率问题。 因此降低开关频率的考虑,可以借鉴burst mode方法,通过控制一段空挡时间来降低平均传输功率。

因此这里提出一种多谷底开关的轻负载控制方法,可见下图所示,通过在一段开关序列后增加多谷底空挡时间来降低平均传输功率。 当检测到HB节点电压接近VIN时,开启高端开关,然后进入正常的LLC工作模式,运行一个指定的PWM数量序列后,进入多谷底模式。 反馈通过控制选择谷底的数量来进行一定范围的功率调节。

PWM

可知此时HB节点的电压谐振是励磁电感LM和桥臂COSS电容进行的谐振,为了能产生HB节点的谐振,是需要检测到谐振电流过零后,立刻关闭开关才行,否则谐振腔就会向副边传输功率,这种情况下谐振波形就很快减弱,因此开关序列的最后一个PWM一定是要等谐振电流过零穿越后才能关闭。

比如说继续增大功率,则需要减少空挡时间,切换到4谷底。

PWM

继续增大功率,则可以切换到2谷底

PWM

如果还需增大功率,就脱离多谷底开关模式,进入正常的PFM工作即可。

问题:多谷底模式工作使得输出纹波增大,但是可以明显的降低开关频率,对优化磁损和开关损耗有意义。 如果继续降低负载,可以进入传统的burst mode工作。 所以用不用多谷底切换模式,主要是考虑纹波和轻负载效率的平衡,主要是看自己的应用侧重点,感谢观看感谢支持,谢谢。

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