新的數字功率控制器在其LLC諧振轉換器中使用其獲得專利的時移控制(TSC)方法,還集成了功率因數校正控制器和啟動發生器。
LLC諧振轉換器(其中LCC是兩個電感(L)和一個電容器(C))用于廣泛的工業應用。這些轉換器具有諸如零電壓開關(ZVS)、零電流開關(ZCS)等優點,僅舉幾例。
考慮到這些優勢,制造商利用它們制造數字電源控制器,用于大功率LED照明和液晶電視的節能解決方案。
為了在LLC轉換器中實現穩定裕度,意法半導體(ST)提出了一種用于LLC轉換器設計的TSC方法。ST最新的數字電源控制器采用這種方法來實現軟開關。
在深入研究ST的新產品之前,讓我們討論一下LLC轉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轉換器中使用的傳統控制方法。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動信號的頻率。
反饋信號還直接控制鎖定橋式電路的開關頻率的本地振蕩器。雖然DFC設計簡單,但其特點是帶寬低。在其補償電路中實現可接受的負載瞬態響應和穩定性也很困難。
LLC諧振半橋轉換器的示意圖。
另一方面,TSC方法可實現易于設計的補償器。這種方法還使LLC轉換器中的功率級轉向低Q二階系統或接近一階系統。
此外,在使用時移控制方法的LLC轉換器中,輸入紋波抑制得到了改善。總體而言,轉換器的可靠性得到了提高。
最后,業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。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響應。
通過對這些創建LLC轉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,發布了其最新的數字電源控制器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校正(PFC)控制器
LLC諧振半橋轉換器
額定電壓為800V的啟動發電機電路
這些功能中的每一個都由數字引擎管理,該引擎執行優化的控制算法以提高效率和可靠性。在半橋轉換器中,TSC方法控制從儲能電流過零到MOSFET關斷所經過的時間量。
STNRG012的框圖。
STNRG012具有穩健的架構,并具有四個高速狀態機事件驅動(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),其中包含數字算法和基本操作參數,允許用戶在生產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。
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