基于MC33067的LLC谐振全桥变换器的应用设计
3.1 主电路关键参数设计
选取fr=100 kHz,主电路关键参数设计过程为:
1、计算变压器变比N=Uin/(Uo+Ud),Ud为输出整流二极管导通压降,选用IXYS 60CPQ150快速恢复二极管,其典型值为1.2 V,计算得N=7.92。
2、计算最高、最低输入电压时增益Gmin,Gmax:
Gmin=2n(Uo+Ud)/Uinmax,Gmax=2n(Uo+Ud)/Uinmin (3)
Uinmin,Uinmax分别为输入直流电压的最小值和最大值,分别为320 V和420 V。计算得到Gmin=0.927,Gmax=1.22。
3、计算负载电阻RL和反射电阻RAC:
![j.jpg](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/177345_3_0.jpg)
计算得到RL=1.15 Ω,RAC=58.5 Ω。
4、计算品质因数Q,Cr,Lr,Lm为:
![e.JPG](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/177345_3_1.jpg)
式中:k值为Lm和Lr的比值。
对于LLC谐振变换器而言,满载时Q和k的恰当选择是设计的关键,将直接影响变换器的工作频率范围、谐振回路中循环能量大小及转换效率,k值一般在2.5~6之间,设计中k取4。计算得到Q=0.463,Cr=58 nF,Lr=43μH,Lm=172 μH。
至此,变换器主电路关键参数设计完毕。为保证输出功率留有一定的裕量,主变压器选用PC40材质的EE65磁芯,初级功率管则选用STSTW 43NM60ND,次级整流管为IXYS 60CPQ150快速恢复二极管,输出滤波电容为6个NICHICON电解电容1 000 μF/100 V并联。
3.2 控制电路关键参数设计
控制电路采用高性能谐振控制器MC33067为控制核心,该芯片采用固定死区时间的PFM互补调制技术,输出两路开关频率可达1 MHz、峰值电流可达200 mA的驱动脉冲,只需通过隔离变压器就可以直接驱动MOSFET。芯片内部则主要由基准电压、压腔振荡器、误差放大器、软启动电路、欠压锁定、保护以及输出电路构成。基于MC33067所设计的PFM控制电路关键参数设计如下:
(1)最低、最大开关频率fmin,fmax的确定:
由于负载过重使得fs过低,导致变换器进入图2所示主开关管ZCS区域,因此要对MC33067的fmin进行限制,fmin=fr[1+k(1-1/Gmax2)-1/2,可以得到fmin=67 kHz。同时,为减小电源启动瞬间对Co的冲击,一般采用空载高频开机方式,开机频率为谐振频率的2~3倍,该设计中设定fmax=200 kHz。
(2)定时电阻Rosc与定时电容Cosc的确定:
Rosc与Cosc组合的时间常数确定内部压腔振荡器的最小振荡频率,其值为2fmin:Rosc=(Tmax-70ns)/(0.348Cosc),得到Rosc=10kΩ,Cosc=2.4 nF。
(3)调频电阻RVFO的确定:
芯片能够进行频率调制,实际是通过改变流过RVFO电流的大小而改变流经Rosc放电电流IRosc:
![f.JPG](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/177345_3_2.jpg)
式中:Imax为fmax时Cosc总放电电流,其值为1 mA;UEAsat为误差放大器低电位时的饱和输出电压,其值为0.1V。
由式(6)中第2个公式得到RVFO=2.7 kΩ。
(4)定时电阻RT和定时电容CT的确定:
两路驱动脉冲的死区时间由RT和CT确定,根据谐振频率的大小以及工作频率变化范围,初步选定死区时间Tdead=0.47μs,依据:RT=Tdead/(0.348CT),得到RT=2.7 kΩ,CT=500 nF。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/177345.htm
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