以MP6924A为核心的LLC拓扑学习【二】

PFC部分：

HR1211 是一款多模式 PFC 和电流模式 LLC 数字组合控制器，可通过 UART 接口配置。其集成的节能技术有助于在整个工作电压范围内优化效率。PFC 控制器采用数字平均电流控制方案，以实现连续导通和断续导通混合工作模式。在重载下，连续导通模式可以降低 MOSFET 的峰值电流，扩大控制器的负载范围。在轻载下，断续导通模式可降低开关频率，以实现更高效率。突发模式采用可配置的数字软切换，可改善轻载效率，降低音频噪声。

LLC 级采用电流控制模式，可以实现出色的稳定性和快速响应。根据不同的负载条件，可执行三种不同的运行模式：稳态模式、跳频模式和突发模式。通过这种方法，可以分别优化不同负载条件下的效率。在轻载下，采用由频率控制的数字突发模式来降低开关功率损耗和音频噪声。

此外，还采用自适应死区时间调节（ADTA）和容性模式保护（CMP）来确保零电压开关（ZVS），无需采用容性模式。HR1211 可以采用内部高压电流源来上电，因此无需使用传统的上电电阻或外部电路。当 AC 信号丢失时，高压（HV）电流源可充当 X 电容放电器，因此无需使用电容电阻。提供多种保护，包括过温关断保护（TSD）、PFC 开环保护（OLP）、过压保护（OVP）、过流限值（OCL）和 LLC 过流保护（OCP）、SO 引脚保护以及过功率保护（OPP）。

技术干货周刊奉上（PFC+LLC，MOS，电感） - 知乎 (zhihu.com)

Boost PFC电路将输入的交流电经整流和升压变为400V直流电。半桥LLC谐振电路功率级包括：开关网络、谐振腔、变压器和全波整流四部分。LLC变换器是通过改变工作频率的方式，调节谐振腔阻抗，实现电压稳定输出。

前级Boost PFC硬件参考电路：

LLC谐振变换器简化电路：

左侧为全桥整流+BOOST拓扑型PFC:

右侧是LLC变压器前级左侧的MOS半桥,加上电感L：

LLC 的工作原理：

LLC 的工作原理（第 I 部分）：电源开关和谐振腔 (monolithicpower.cn)

LLC 属于庞大的谐振变换器拓扑家族系列，而谐振腔是该拓扑系列的基础特征。谐振腔是一组以特定频率（称为谐振频率）振荡的电感器和电容器组成的电路。

这种开关模式的 DC/DC 电源变换器允许采用更高的开关频率 (fSW) 并且降低了开关损耗，因此更适用于高功率和高效率应用。LLC 谐振变换器是具有精密系统（即高端消费电子产品）或更高运行功率要求（即为电动汽车充电）的电源应用理想之选。

LLC 变换器由 4 个模块组成：电源开关、谐振腔、变压器和二极管整流器（参见图 1）。MOSFET 功率开关首先将输入的直流电压转换为高频方波；随后方波进入谐振腔，由谐振腔消除方波的谐波并输出基频的正弦波；正弦波再通过高频变压器传输到变换器的副边，并根据应用需求对电压进行升压或降压；最后，二极管整流器将正弦波转换为稳定的直流输出。

LLC 变换器因其谐振特性，即使在非常高的功率下也能保持高效率。该特性同时实现了原边和副边的软开关（ZVS  ZCS）功能，它降低了开关损耗，从而提高了效率。另外，LLC 拓扑还能够节省电路板空间，因为它不需要输出电感器。这意味着所有电感器都可以轻松集成到单个磁性结构中，从而节省面积和成本。当电路的所有电感元件都位于同一个结构中时，其电磁兼容性将得到极大的改善；因为屏蔽单个结构比屏蔽三个结构一定更容易，也更便宜。

电源开关

讲的真好，MPS我爱你！！！！！！！！！！！！！

电源开关可以采用全桥或半桥拓扑实现，每种拓扑都具备自己独特的输出波形.

这两种拓扑的主要区别在于：全桥拓扑生成的方波没有直流偏移，幅度等于输入电压 (VIN).；半桥拓扑则产生一个偏移 (VIN / 2)的方波，因此幅度仅为全桥波的一半。

 每种拓扑都有其自身的优缺点。全桥拓扑需要更多的晶体管，因此实施成本更高。而且，添加的晶体管会导致串联电阻(RDS(ON))增加，从而增加传导损耗；但另一方面，全桥实现可以将必要的变压器匝数比 (N) 降低一半，因此可以最大限度地减少变压器中的铜损。

 半桥拓扑的实施则更具成本效益，而且，它可以将电容器两端的 RMS 电流降低约 15%；不过，这种拓扑会增加开关损耗。

 权衡利弊之后，通常建议在功率低于 1kW 的应用中采用半桥功率开关拓扑，而在更高功率应用中则采用全桥拓扑。

谐振腔：

谐振腔由谐振电容器 (CR) 和两个电感器组成：谐振电感器 (LR)与电容器和变压器串联，励磁电感器 (LM)则与之并联。谐振腔的作用是滤除方波的谐波，将基频开关频率的正弦波输出到变压器的输入端。

谐振腔的增益随频率和副边负载而变化（参见图 4）。设计人员需调整这些参数，以确保变换器在宽负载范围内均高效运行。具体方法为，设计谐振腔的增益值，使其在所有负载条件下均超过 1。

软开关：

在电流近似为零时开关，称为零电流开关 (ZCS)。如果在低电压下开关，称为零电压开关 (ZVS)。LLC 变换器凭借其谐振特性，可以同时实现 ZVS 和 ZCS。

MPS真的要什么，给什么，爱死了：

MPS LLC 设计工具可以帮助您确定谐振腔的参数值（包括 Lr, Cr和Lm)，以确保变换器在准谐振范围内工作，从而实现软开关。该设计工具可以根据您选择的输入-输出规格，给出推荐的设计解决方案，用户还可以自行修改关键参数。

因为具备软开关特性，LLC可实现低功耗和高功率密度，从而变得越来越受欢迎。此种变换器中，最常用的是零电压开关 (ZVS)特性。设计人员必须保证一旦三极管有开关动作，其漏源电压 (Vds) 接近于零，这样开关损耗（即 Vds 与三极管电流的乘积）就可以得到大幅降低，但设计过程并非易事。欢迎使用MPS 的LLC设计工具，助力您加速设计LLC变换器。

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