LLC電路擁有開關(guān)損耗小的特點(diǎn)，適用于高頻和高功率的設(shè)計。但很多人會遇到自己設(shè)計出的LLC電路功率偏低的問題，導(dǎo)致LLC電路功率低下的問題多種多樣，本文將以一個半橋諧振LLC為例，全面的觀察功率低下的原因，并試著給出相應(yīng)的解決辦法。 在這個例子當(dāng)中，LLC和PFC基本都在運(yùn)行，但效率僅為88%，經(jīng)過多次試驗(yàn)得出如下一組參數(shù)，能獲得87-88%的效率，便無法在繼續(xù)提高。下面是諧振網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和波形。 PFC鐵硅鋁磁環(huán)AS130，外徑33mm，磁導(dǎo)率60，電感量330uH,75圈0.75MM銅線。 PFC二極管：MUR460； PFCMOSFET:7N60； PFC輸出電壓395V，能正常運(yùn)行； 負(fù)載：輸出24V,6A146W； LLC級諧振網(wǎng)絡(luò)： 諧振電感：Ls175uH； 諧振電容：Cs，15nF； 勵磁電感：Lm,850uH； M=Lm/Ls=5； Q=0.5； Fr=100KHZ； 磁芯：EER3542/Np44/5/5變壓器匝比8.5，初級3股0.4，次級6股0.4。 開關(guān)：7N60 二極管20/150肖特基（沒有特意匹配適合的功率器件，經(jīng)過計算二極管用60V就可以了。） 滿載150瓦開關(guān)頻率82K，略低于諧振頻率，波形如圖1所示，看起來算是正常。 圖1 黃色為半橋中點(diǎn) 藍(lán)色為用電流互感器測試到的諧振網(wǎng)絡(luò)的電流波。 下面就針對效率低下的問題，找出了幾個思考點(diǎn)，試著從中找出效率低下的原因。 思考1 因?yàn)楣ぷ髟诘陀谥C振頻率時，也是ZVS狀態(tài)，而且次級能ZCS。所以也是比較有吸引力。但是初級MOSFET關(guān)斷電流為勵磁電感的最大電流，所以較低的勵磁電感會造成MOSFET關(guān)閉耗損加大。在第一次的參數(shù)中初級勵磁電感只有550uH,針對這點(diǎn)重新計算了諧振網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，將勵磁電感提高到了850uH，但是問題依然是存在。 相比550uH的勵磁電感而言但是效率還是有一點(diǎn)提升的，至少在空載時看到的勵磁電感電流的峰值是下降了。 圖2 思考2： 次級二極管在初級的諧振網(wǎng)絡(luò)電流等于勵磁電感的電流后停止傳遞，自然阻斷ZCS。但是在滿載時候振蕩嚴(yán)重，這一現(xiàn)象是否會惡化效率，還是說并無影響？ 滿載150瓦，次級二極管電壓波形，沒有測試電流波形。 圖3 思考3： 因?yàn)榭紤]的過載保護(hù)使用了二極管鉗位和兩個諧振電容的方案，不知這樣是否對效率存在影響。 針對這幾點(diǎn)思考，下面給出了相應(yīng)的修改意見。 建議1 增大點(diǎn)工作頻率，或者說測試下實(shí)際諧振電感的感值和諧振電容容值，計算諧振頻率，將開關(guān)頻率設(shè)的略大于諧振頻率比較好，因?yàn)橛捎谒绤^(qū)的原因會導(dǎo)致等效的開關(guān)頻率減小。 建議2 在滿足增益的條件下，在重載時開關(guān)頻率不要過低，因?yàn)闀?dǎo)致在重載時副邊的漏感和原邊的節(jié)電容進(jìn)行諧振。 建議3 整機(jī)效率偏低，需要首先將PFC和DCDC部分分開測試，觀察是由哪部分引起效率偏低的。單純?nèi)ピ龃髣畲烹姼校m然是減小了勵磁電流，但是對實(shí)現(xiàn)ZVS條件不利，為了實(shí)現(xiàn)ZVS就需要更長的死區(qū)來彌補(bǔ)了。效率不一定會有提升。 建議4 如果是PFC部分效率因?yàn)楣β时容^小，建議采用CRM或者DCM模式，如果空間不是問題，可以采用鐵氧體來提升效率。 效率與很多因素有關(guān)系，沒有一個絕對的參考值。在半導(dǎo)體器件選型的基礎(chǔ)上通過修改諧振元件的參數(shù)盡量去優(yōu)化效率就可以了。