為節能式電源選擇正確的拓撲

圖2：非對稱(chēng)半橋和LLC轉換器的增益曲線(xiàn)

對于24V以上的輸出電壓，我們建議采用LLC諧振轉換器。高的輸出二極管電壓會(huì )致使非對稱(chēng)半橋轉換器效率降低，因為額定電壓較高的二極管，其正向壓降也較高。在24V以下，非對稱(chēng)半橋轉換器則是很好的選擇。因為這時(shí)LLC轉換器的輸出電容紋波電流要大得多，其隨輸出電壓降低而變大，從而增加解決方案的成本和尺寸。

上述兩種拓撲都可以采用同步整流。對非對稱(chēng)半橋拓撲，這實(shí)現起來(lái)非常簡(jiǎn)單 (參見(jiàn)飛兆半導體應用說(shuō)明AN-4153)。對LLC控制器，需要一個(gè)特殊的模擬電路來(lái)檢測流入MOSFET的電流，如果開(kāi)關(guān)頻率被限制為第二個(gè)諧振頻率 (圖2中的100kHz)，該技術(shù)是比較簡(jiǎn)單的。

最后，兩種設計都依賴(lài)變壓器的漏電感：在LLC轉換器中用來(lái)控制增益曲線(xiàn) (圖2)；而在非對稱(chēng)半橋轉換器則用以確保輕載下的軟開(kāi)關(guān)。對于大多數應用，我們都建議采用兩個(gè)單獨的電感來(lái)達到此目的。漏電感是變壓器中不容易控制的一個(gè)參數。此外，要實(shí)現一個(gè)不同尋常的漏電感，需要一個(gè)非標準的線(xiàn)圈管，這增加了成本。對于非對稱(chēng)半橋結構，如果采用標準變壓器，諧振開(kāi)關(guān)速度至少是開(kāi)關(guān)頻率的10倍，從而產(chǎn)生更大的損耗?？傊?，對LLC轉換器而言，建議再采用一個(gè)普通鐵氧體電感；而對非對稱(chēng)半橋轉換器，建議只使用一個(gè)高頻鐵氧體電感。

圖3顯示了非對稱(chēng)半橋轉換器的電路示意圖。該圖非常類(lèi)似于LLC諧振轉換器，只有一點(diǎn)不同：LLC諧振轉換器不需要輸出電感，以及非對稱(chēng)半橋控制器需要設置頻率而非PWM控制。

圖3：基于FSFA2100的非對稱(chēng)半橋轉換器

192W/24V 非對稱(chēng)半橋轉換器的效率在 93% 左右。AN-4153 360W/12V 倍流版在額定負載為20%-100% 時(shí)也有超過(guò)93%的滿(mǎn)負載效率。

在包含 PFC 前端的 200W/48V 電源條件下，LLC 諧振轉換器的效率在 93% 左右。通過(guò)同步整流，在該功率級下可以把效率提升至95%-96%。