LLC轉(zhuǎn)換器中使用的控制方法

新的數(shù)字功率控制器在其LLC諧振轉(zhuǎn)換器中使用其獲得專利的時移控制（TSC）方法，還集成了功率因數(shù)校正控制器和啟動發(fā)生器。

LLC諧振轉(zhuǎn)換器（其中LCC是兩個電感（L）和一個電容器（C））用于廣泛的工業(yè)應用。這些轉(zhuǎn)換器具有諸如零電壓開關(guān)（ZVS）、零電流開關(guān)（ZCS）等優(yōu)點，僅舉幾例。

考慮到這些優(yōu)勢，制造商利用它們制造數(shù)字電源控制器，用于大功率LED照明和液晶電視的節(jié)能解決方案。

為了在LLC轉(zhuǎn)換器中實現(xiàn)穩(wěn)定裕度，意法半導體（ST）提出了一種用于LLC轉(zhuǎn)換器設計的TSC方法。ST最新的數(shù)字電源控制器采用這種方法來實現(xiàn)軟開關(guān)。

在深入研究ST的新產(chǎn)品之前，讓我們討論一下LLC轉(zhuǎn)換器中使用的一些控制方法以及它們之間的比較。

TSCvsDFCvsHHC

首先要考慮的是直接頻率控制（DFC），這是LLC轉(zhuǎn)換器中使用的傳統(tǒng)控制方法。在這種控制方法中，來自補償電路的反饋信號用于測量柵極驅(qū)動信號的頻率。

反饋信號還直接控制鎖定橋式電路的開關(guān)頻率的本地振蕩器。雖然DFC設計簡單，但其特點是帶寬低。在其補償電路中實現(xiàn)可接受的負載瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性也很困難。

LLC諧振半橋轉(zhuǎn)換器的示意圖。

另一方面，TSC方法可實現(xiàn)易于設計的補償器。這種方法還使LLC轉(zhuǎn)換器中的功率級轉(zhuǎn)向低Q二階系統(tǒng)或接近一階系統(tǒng)。

此外，在使用時移控制方法的LLC轉(zhuǎn)換器中，輸入紋波抑制得到了改善?？傮w而言，轉(zhuǎn)換器的可靠性得到了提高。

最后，業(yè)界采用的另一種控制方法是混合滯后控制（HHC）。該方法利用頻率控制和充電控制。

與TSC一樣，混合遲滯控制簡化了補償器的設計，因為功率級變成了一階系統(tǒng)。HHC還具有高帶寬和固有輸入前饋的特點，與DFC方法相比，這可能導致出色的輸入線路瞬態(tài)響應。

通過對這些創(chuàng)建LLC轉(zhuǎn)換器的方法的一些了解，讓我們來看看ST的設備帶來了什么。

介紹ST的STNRG012

STMicroelectronics采用TSC方法，發(fā)布了其最新的數(shù)字電源控制器STNRG012，它將大量功能集成到一個芯片中。

其中一些功能包括：

一種多模式功率因數(shù)校正（PFC）控制器

LLC諧振半橋轉(zhuǎn)換器

額定電壓為800V的啟動發(fā)電機電路

這些功能中的每一個都由數(shù)字引擎管理，該引擎執(zhí)行優(yōu)化的控制算法以提高效率和可靠性。在半橋轉(zhuǎn)換器中，TSC方法控制從儲能電流過零到MOSFET關(guān)斷所經(jīng)過的時間量。

STNRG012的框圖。

STNRG012具有穩(wěn)健的架構(gòu)，并具有四個高速狀態(tài)機事件驅(qū)動（SMED）外設，可控制PFC和LLC諧振半橋電路。SMED是器件中的可編程組件，用于控制事件，例如電源管理器生成的保護事件、輸入和輸出事件、定時器事件等。

此外，SMED允許用戶配置PFC控制器以在不同的工作模式之間交替：過渡模式、谷底跳躍和不連續(xù)模式。

STNRG012的示意圖。

此外，STNRG012具有非易失性存儲器（NVM），其中包含數(shù)字算法和基本操作參數(shù)，允許用戶在生產(chǎn)期間自定義設置和對設備進行編程。

該器件采用20引腳SO封裝，憑借其先進的失真抑制功能，它聲稱是一種先進的解決方案，適用于高達300W的線路供電應用和從家庭照明到街道照明的LED照明應用。