3.LLC諧振橋式變換器的實現(xiàn),問題的提出,隨著大尺寸平板電視機(jī)的問世，使電視機(jī)不再是厚重的電子設(shè)備，可以方便的掛在墻上。給人們的生活帶來極大的方便。最主要的是由于平板電視機(jī)的厚度相對很薄。要求電源的厚度也很薄，僅僅25mm。這樣，平板電視機(jī)的電源將如何適應(yīng)這一厚度？,平板電視機(jī)對電源的要求,盡可能的薄盡可能的高效率盡可能地的電磁干擾,盡可能的薄,與常規(guī)電視機(jī)不同的是，平板電視機(jī)的厚度很薄，因此要求其電源的厚度也必須很薄才能適應(yīng)平板電視機(jī)的要求。,盡可能的高效率,既然要求電源很薄，散熱條件變差，需要電源有盡可能高的效率來盡可能的降低電源自身損耗而導(dǎo)致的發(fā)熱。,盡可能低的電磁干擾,由于平板電視機(jī)里面有微弱信號的模擬電路，要求平板電視機(jī)電源的電磁干擾要盡可能的低。,常規(guī)開關(guān)電源存在的問題,為了獲得低的電磁干擾，一般電視機(jī)中電源由于采用反激式開關(guān)電源，因此效率并不是很高，對體積要求不高。不能適應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊平板電視機(jī)。眾所周知，在各類開關(guān)電源中，反激式開關(guān)電源的效率相對最低，雙端正激式電路結(jié)構(gòu)的效率相對最高，因此電腦電源通常采用半橋電路結(jié)構(gòu)。由于電視機(jī)中的調(diào)節(jié)器和圖象通道電路對電磁干擾及其敏感，常規(guī)的半橋電路的硬開關(guān)工作模式不能滿足電視機(jī)的低電磁干擾要求，因此，需要尋求低電磁干擾的工作模式。,平板電視機(jī)電源的最初解決方案,在最初的液晶顯示器和早期的液晶電視機(jī)中，電源是以電源適配器形式置于顯示器或電視機(jī)的外面。這就給使用帶來極大的不便。,1.開關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生的主要原因,開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾的主要原因有：開關(guān)管的硬開關(guān)過程的電流變化率di/dt和電壓變化率dv/dt過高所產(chǎn)生；輸出整流二極管的反向恢復(fù)過程與開關(guān)管的開通過程同時起作用時，產(chǎn)生輸出整流二極管的回路與開關(guān)管的回路切換，兩個回路中的寄生電感、寄生電容釋放儲能而產(chǎn)生的非常高頻率的寄生振蕩并產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的電磁干擾。,2.降低電磁干擾的基本方法,降低電磁干擾的基本方法就是避開或破壞上述產(chǎn)生電磁干擾的條件。,2.1零電壓開關(guān)是減小開關(guān)電源電磁干擾的最好方法,零電壓開關(guān)可以是：自然零電壓開關(guān)；全橋移相零電壓開關(guān)；諧振式零電壓開關(guān)。,2.2輸出整流二極管的零電流開關(guān),輸出回路實現(xiàn)零電流開關(guān)，使環(huán)流過程中兩回路處在零電流的寄生電感無儲能狀態(tài)；輸出整流二極管自然反向恢復(fù)。,2.3需要考慮的問題,一般零電壓開關(guān)存在的問題；準(zhǔn)諧振工作模式存在的問難題,2.3.1一般零電壓開關(guān)存在的問題,自然零電壓開關(guān)、全橋移相零電壓開關(guān)的輸出整流濾波電感的電流處于連續(xù)工作模式，存在開關(guān)管的開通與輸出整流二極管反向恢復(fù)同時出現(xiàn)的問題，所產(chǎn)生的電磁干擾幅度是不能接受的。,2.3.2準(zhǔn)諧振工作模式存在的問難題,在電路和控制方式最簡捷的就是諧振式工作模式。對于輸出功率不太大的應(yīng)用并且體積要求不十分苛刻如電視機(jī)的應(yīng)用中，可以采用準(zhǔn)諧振反激式開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)和控制方式來獲得零電壓開關(guān)或在電壓極小值處開通。而對于輸出功率要求比較大的大尺寸平板電視機(jī)，由于體積要求非?？量?，采用準(zhǔn)諧振模式將不再適用。,3.LLC半橋諧振變換器是最好的解決方案,基本控制思路是：在降低開關(guān)管的di/dt和dv/dt同時，還要將輸出整流二極管的反向恢復(fù)過程避開開關(guān)管的開通過程。這樣輸出整流二極管就可以在開關(guān)管開通前完成反向恢復(fù)，消除輸出整流二極管的反向恢復(fù)對開關(guān)管開通過程的影響。,3.LLC半橋諧振變換器原理簡介,3.1基本電路結(jié)構(gòu),3.1電路與控制方式的特點,1.開關(guān)頻率低于LC諧振頻率工作模式下，輸出整流器在LC諧振電流下降到零后自動關(guān)斷，開關(guān)管開通使輸出整流器的反向恢復(fù)結(jié)束，所產(chǎn)生的電磁干擾相對低；而且也不會產(chǎn)生對開關(guān)管不利的由于輸出整流器的反向恢復(fù)所造成的開關(guān)管的開通損耗。2.開關(guān)頻率高于于LC諧振頻率工作模式下，輸出整流器的反向恢復(fù)將在開關(guān)管的開通過程完成，可能會出現(xiàn)比較大的電磁干擾；還可能會使開關(guān)管的開通損耗增加。3.綜合考慮，一般選擇開關(guān)頻率低于LC諧振頻率工作模式。,3.2開關(guān)頻率低于LC諧振頻率時的等效電路,3.3LLC串聯(lián)諧振變換器工作在fmffS下的主要波形與時序,3.4開關(guān)頻率高于LC諧振頻率的主要波形,由于開關(guān)頻率高于LC諧振頻率的工作模式下，輸出整流二極管的反向恢復(fù)與開關(guān)管的開通同時出現(xiàn)，因而可能產(chǎn)生比較大的電磁干擾。,3.5輸出功率與電壓的調(diào)節(jié),在輸入電壓一定時，每個開關(guān)周期LLC諧振變換器向輸出傳輸?shù)哪芰渴枪潭ㄖ?。因此，可以通過調(diào)節(jié)LLC諧振變換器的開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出功率的大?。辉跐M負(fù)載時，開關(guān)頻率接近LC諧振頻率；隨著負(fù)載的減輕，開關(guān)頻率隨之降低，以降低LLC諧振變換器向輸出傳遞的功率。,3.6半橋串聯(lián)諧振變換器的適用范圍,直流母線電壓變化范圍不大或基本不變；負(fù)載變化范圍不十分大，具有一定的最小負(fù)載電流。電視機(jī)就是這一類負(fù)載。,4.元件的選擇與裝配,1.輸入整流濾波電容器，一般為220330F，為了使電容器具有比較大的額定紋波電流，一般選擇細(xì)長型電解電容器，采用臥式裝配。2.諧振電感選用變壓器漏感的方式實現(xiàn)，可以減少元件數(shù)量，簡化電路。3.變壓器采用低高度磁芯和的臥式骨架。4.為降低成本，輸出整流器選擇肖特基二極管，不采用同步整流器。,變壓器結(jié)構(gòu)示意,輸入整流濾波電解電容器發(fā)放置方式,5平板電視機(jī)電源的實現(xiàn),5.1液晶電視機(jī)電源要求,以37英寸液晶電視機(jī)為例，其供電為：背光電源24V/8A；D類功率放大器電源30V/1A（或24V/1.5A）；還有其他電子線路用的12V3A、8V/1.5A、5V/6A和待機(jī)電源5V/2A，共計約220W。,5.2等離子電視機(jī)電源要求,對于大屏幕等離子電視機(jī)，則供電為：主電壓VSUSTAIN：195215V；尋址電壓VADDRESS：5070V；掃描電壓VSCAN：-165-230V；復(fù)位電壓VSET：180215V；VERASE：70120V；和幾個低電壓輸出的3.3V、5.2V、12V。,5.3應(yīng)用ONSemi控制芯片NCP1396的37英寸液晶電視機(jī)電源解決方案,5.3.1NCP1396為控制芯片的解決方案的概述,功率因數(shù)校正采用臨界電流性工作模式，才用NCP1605作為控制芯片，待機(jī)時可以將功率因數(shù)校正部分停止工作；功率變換采用LLC準(zhǔn)諧振工作模式，采用NCP1396作為控制芯片；待機(jī)電源采用準(zhǔn)諧振反激式開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)，采用NCP1207作為控制芯片。,5.3.2主電源：NCP1396的特點,LLC半橋諧振專用控制芯片可以工作在50500kHz具有600V的高壓高邊驅(qū)動器帶有3%精度可選擇的最低開關(guān)頻率選擇100ns2s可調(diào)死區(qū)時間借助于可調(diào)軟啟動的順序啟動待機(jī)時可以簡單的關(guān)閉PFC部分當(dāng)過熱、過電壓的惡劣故障條件下關(guān)閉輸入300A的低啟動電流驅(qū)動輸出具有