LLC想要实现宽范围高效率比较困难,尤其是低增益区间,需要把开关频率拉高。这使得开关损耗和磁件损耗全部恶化,特别是低压输出段时不得不降额使用。那么有木有一种办法来实现全范围高效率,比如说把Lmag加大,实现类似的ZVZCS工况呢。

 

当然,只靠LLC自己肯定不行,我们得想一想别的办法了。最近一位朋友分享给我了一个BUCK串联LLC的方法,LLC工作在开环,通过调节BUCK的电压来实现对增益的调节,BUCK调节的增益可以调节到1~0.5范围,可见:


优点介绍:

LLC开环使得:磁件,原边MOS,包括SR一起实现高频高效率工作

 

BUCK仅负担部分功率,电感和开关器件可以选的很小,降低了两极串联带来的成本和体积的增加

 

BUCK可以使用峰值电流模式控制,可以把系统的带宽做的很高,比传统直接控制频率的LLC,输出动态性能会有优势

 

缺点介绍:

成本和体积的增加

 

需要复杂的驱动和控制电路,不适合在小功率和成本敏感性项目上应用

 

增益范围仅能到0.5~1.0

 

这种控制方法对LLC增益最大只能达到1~0.5倍,也就是BUCK的输出电压为0时,LLC变压器上的电压为±VIN,而当BUCK输出为VIN时,LLC变压器上的电压为VIN~0V,所以增益调节范围为1.0~0.5,不过这是假设LLC的增益为1上,也可以改变LLC的频率来实现更宽的增益调节范围。对于一般的充电应用,两倍的全程ZVZCS范围好像也还行,如果需要进一步扩大,那就继续通过PFM来调整,增益还可以继续下降。

 

下面是一个实例,输入400V,变压器匝比为8/1/1,LLC工作在谐振频率上增益为1.0,通过调节BUCK可以实现25~50V的输出调节能力。此时输出48V,负载3.8KW。BUCK电感电流非常小。


作为对比,输出25V/2KW,BUCK电感电流还是非常小:

 

小结:

这种BUCK+LLC的控制方法,在某些追求高效率高功率密度的宽范围输出上可能存在优势。不同于直接在输入端串联BUCK,这种的增益只能到0.5,但是BUCK的出力小,所以功率器件和电感可以很小,损耗也会低一些。