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LLC電路PWM的不單調問題

CHANBAEK ? 來源:頭條號艾伊電源 ? 作者:頭條號艾伊電源 ? 2023-03-21 09:25 ? 次閱讀

以下圖為例,圖中Q2本來在t2時刻給出驅動信號并實際導通,因為正好t2時刻諧振電流正向流過Q2。但觀察到陰影部分的占空比,若Q2在t1~t2時間段內任意時刻導通,得到的諧振電流波形均和在t2時刻相同,都是Q2的體二極管在續流。也就是說,Q2在t1到t2內任意時刻給出驅動信號,傳遞到副邊的能量均相同,得到的輸出電壓也相同。

換句話說,調節占空比,從50%-

poYBAGQZB4SAV0CkAAALKDDvee8945.jpg

,到滿占空比50%,輸出電壓不會變化。這就是LLC電路PWM態的不單調問題。

pYYBAGQZB4SAMNgiAABYqX4xp5I814.jpg

什么時候能夠單調?在t2之后Q2導通,如下圖中的t’時刻,并且是在t2之后電流很小接近零的前提下,不能夠提供足夠的勵磁電流讓變壓器副邊導通,才能認為在t2之后PWM控制具有單調性。

poYBAGQZB4WAA_T2AABlXwo-Cn8155.jpg

這一段區間內的不單調會影響較多指標,如穩定性(環路裕量),Dbrnc電話衡重雜音等,因此要努力解決。

在t1到t2時間段內,若有輸入擾動或負載擾動,舉例來講,輸入電壓升高,當前占空比為50%滿脈寬,如果只有PWM控制,則占空比需要降低才能穩壓。但由于存在不單調的問題,環路調節到占空比到了50%-

poYBAGQZB4SAV0CkAAALKDDvee8945.jpg

,還是不能使輸出電壓降低以實現穩壓。

由于補償網絡中的積分環節作用,這段時間補償網絡的呆滯期會造成輸出電壓的上升,這樣,就需要進一步調節環路電壓,減小占空比;由于輸出電壓和基準值的誤差加大,很有可能造成過調欠壓,又將占空比調回50%,然后又重復以上過程,造成輸出紋波的加大。

若此紋波在衡重雜音敏感范圍內,并且此時環路本身都不是很正常,很難通過提高環路增益去抑制,反而有可能因為增益過高而加劇超調;LLC輸出濾波器的帶寬也比較高,與電話衡重雜音的頻率范圍相仿,也很難通過輸出濾波器濾除。

工作頻率和占空比同時調節的方法,即PFM+PWM控制模式,通過精心的設計,可以解決這一問題。

還是同樣的情況,輸入電壓升高,占空比減小的同時,頻率同步升高;占空比從50%到50%-

poYBAGQZB4SAV0CkAAALKDDvee8945.jpg

區間內,雖然占空比不能調節輸出電壓,但工作頻率的提高能夠降低輸出電壓,達到穩壓的目的。

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