使用 LLC 谐振控制器提升我们的设备的效率
扫描二维码
随时随地手机看文章
人们为了成为最好的人会做些什么，真是太神奇了。例如，运动员会不知疲倦地训练，只是为了将比赛时间缩短十分之几秒。学生花费数年时间学习以获得最高荣誉。组织花费数十年时间开发技术来解决曾经只出现在科幻小说中的问题。最后电源工程师致力于打造比以往任何转换器更高效、密度更高的转换器。
如果你想笑，但我敢打赌，你们中的大多数人已经为你的电路供电了，至少在功率密度和效率方面取得了个人最好的成绩，这让你非常兴奋。也许你回到家，试图向你的配偶或孩子讲述这段经历，结果却让他们完全困惑地看着你，对你的热情感到困惑。
请放心，我们不会在这里收到这样的判断。就个人而言，我喜欢采取一些东西并使其比以前更好的想法。TI 有一个新的控制器 UCC256301，它现在引起了很多关注，因为它正是这样做的。它需要性能良好的电源，并使它们表现出色。
UCC256301 是 TI 系列中最新的 LLC 控制器，如图 1 所示。其特性和优势包括集成高压启动、x 电容放电、强大的故障保护和绝对震撼的新控制方法（稍后会详细介绍） .
UCC256301 是一款具有集成高电压栅极驱动器的全功能 LLC 控制器。此产品的设计目标是与 PFC 级配对使用以凭借最少的外部组件提供完整的电源系统。根据设计，所产生的电源系统无需单独的待机功率转换器即可满足最严格的待机功率要求，能使 PFC 级始终运行。UCC256301 有一系列 特性 旨在使 LLC 转换器的运行得到良好控制并提高其可靠性。此器件的目标是减轻 LLC 设计人员的负担，并使目前的主流 应用 受益于 LLC 拓扑的效率优势。
UCC256301 使用混合迟滞控制来提供同类产品中最佳的输入电压和负载瞬态响应。在一个周期内，所需的控制力度大致与平均输入电流成正比。该控制使开环传递函数成为一阶系统，因此很容易进行补偿。系统始终保持稳定，具有适当的频率补偿。
UCC256301 提供了在每个突发周期期间具有一致突发功率电平的高效间歇模式。突发功率电平是可编程的，并随着输入电压自适应地改变，使得效率优化非常容易。
图 1：UCC256301 系统框图
在进行竞争分析的过程中，UCC256301 在稳定性裕度、易于设计、强大的保护机制、轻负载效率和瞬态干扰抑制方面击败了同类器件。
通过一个实际示例（并与本文的极客主题保持一致），我采用了一个商业游戏系统并使用 UCC256301 对其进行了改造。图 2 显示了负载前后的瞬态响应。
图 2：瞬态响应改进
原来的板子的性能其实很好。但是伙计！看看 UCC256301 对它做了什么——负载瞬态响应现在是一个虚拟的“无关紧要”。对于制造商而言，这可能意味着输出电容最多可减少 20%，更不用说由于性能和集成度提高而节省的所有其他组件。图 3 中的框图说明了此类设备节省的不同系统级电路。
图 3：系统级组件节省
在同一个游戏系统中，我在突发模式（小 10 倍）和轻负载效率（提高 10%，图 5）期间的输出纹波电压方面实现了额外的性能增强。在另一个系统上，我什至测量了不到 40mW 的空载功率，同时在存在高压功率因数校正 (PFC) 输入的情况下完全调节输出。在我看来，这体现了提升游戏水平的概念。我试图告诉我的妻子和孩子这件事，但作为回报，我得到了痛苦的空白凝视。
图 5：纹波改进
图 6：效率提升
我可以讨论这个设备的许多方面；然而，其核心是一种称为混合迟滞控制 (HHC) 的新控制架构。这种控制架构结合了直接频率控制的 LLC 和电荷控制的 LLC 的最佳元素，提出了比两者都更好的东西。实际上，正是这种控制方法导致了大部分改进。
那么你的故事是什么？我们使用 LLC 转换器吗？我们是否认为这个控制器足够有趣，以至于我们想了解更多有关它可以为我们的游戏做些什么的信息？
下载文档
