前言:现在很多LLC的SR都喜爱用数字控制,而不使用检测开关DS电压的控制方法。这种在数字里面实现SR的控制策略,与英飞凌ICE2HS01G的SR控制非常相似,于是我就在想我能向它学到什么?
SR控制的逻辑框图:
功能分别是:SR ON TIME设置、SR 开启延迟设置、SR关闭延迟设置、SR的保护设置。实现这些功能需要:输入电压\谐振工作点电压、负载电流信息、谐振电流平均值信息、SR MAX ON TIME。
典型的SR工作波形:
整理规格书中关于SR的控制信息汇总为:
•根据谐振频率设置SR最大ON TIME(与数字实现SR一样,把谐振周期一半设定为SR的最大TON)
•Toff_delay是SR提前原边驱动先关闭时间
•Ton_delay是SR滞后原边驱动时间
•SR驱动采用“后开先关”逻辑工作
•如果仅固定住SR MAX TON这样还是比较危险,因为系统电流波形在Vin减少或Ioad增大时变化,为了提升可靠性,需要提前感知负载电流和输入电压变化信息
•建立Ton_SR与原边谐振电流平均值的关系,在谐振电流小时能减小Ton_SR长度,大谐振电流时能增大Ton_SR长度
•建立Ton_SR与VIN/VOUT的关系,设定理想谐振频率处的变比关系,当输入或输出电压变化时,提前得到系统进入或退出DCM区域的信息,在DCM时设置Ton_delay=0,反之设置为250ns
•建立与负载电流关系:在轻负载时关闭SR,30%负载以后开启SR
•过流保护后关闭SR,恢复时开启SR会经历软启动
SR工作波形:
•SR关闭取决于:Ton_max或原边驱动哪个先关
•在高于谐振频率运行时,SR ON TIME受控于原边PWM
•在低于谐振频率运行时,SR ON TIME受控于Ton_max
•不论何种区域工作,Ton_delay和Ton_delay都会插入
根据以上信息可以考虑在数字控制中实现SR的方法:
- “后开先关”逻辑
- 根据谐振频率设置SR MAX TON,与原边驱动进行“and”逻辑关联,那个先关就关闭SR
- 与谐振电流关联,轻负载时候同步减少SR宽度
- 与负载电流关联,轻负载时关闭SR驱动
- 如果采样直流侧电压,可以建立谐振增益1.0工作点,得知输入输出电压偏离谐振工作时,及时调整SR驱动与原边驱动的滞后关系
根据以上信息建立SR控制模型
VIN400 VO14/230A
LR 28UH CR 380NF LMAG 220UH
NP:NS:NS 14/1/1:
运行:
测试:
1、负载切换时,根据负载电流快速开启或关闭SR
2、开启SR后引入SR PWM软启动
3、SR MAX TON限制,在低于谐振频率后自动卡住SR宽度
4、轻负载工作时,减少SR宽度
5、重负载工作,恢复正常SR宽度
6、动态负载测试5~225A
7、输入电压瞬变,llc跨越三种区域运行
最后:该种SR控制的核心需要仔细精确的设置SR MAX TON时间,用于防止实际产品化的谐振参数偏移问题。总得来看,这种SR控制方法,其实没有看到次级电流只是根据原边PWM和负载功率来控制,毕竟没有直接抓到SR MOS的IDS电流,但好处是SR的宽度可以张开到最大,在追求极限效率时,可以使用这一种。
但是我各人认为最佳的效率表现是既检测IDS的电流,又参考原边PWM的驱动,两者搭配运行,保证最大SR控制宽度,同时也能保证关闭时可靠性,当IDS电流下降到接近零点时,可以快速关闭SR开关,避免在动态时因为没有看到SR MOSFET的IDS电流导致的可靠性问题。
现在茂睿芯公司创新性提出既接受DSP发出的驱动信号又兼顾IDS电流的采样,两者搭配进行'and'逻辑实现对SR MOS最高效率驱动,最精确的SR控制。同时另设有独立的一引脚设置SR控制工作模式和做单纯的MOSFET驱动模式(电流±4A),这在双向LLC变换器的应用上具有较大优势,能简单的解决正向LLC的SR控制和反向逆变工作时的驱动问题,也无需增加其它器件。
感谢观看,感谢支持,本人能力有限,如有错误恳请帮忙指正,谢谢。
参考文档:
1、ICE2HS01G DS