1.4 LLC控制：更快，更强，更好---第四部分

那么对于一个

成功的 LLC 系统来说

或者是 LLC 的电源来说

什么样的 performance

什么样的表现才是最好的呢

我们认为是一个动态响应

是有好的动态响应

这是第一条

第二个就是有比较好的轻载效率

第三个就是可以能够有 ZCS 的保护的处理

第四个是它的动态

死区时间是可以动态调整的

也就是像这里边写的这个

对 LLC 来说什么是最重要的

就是快速的动态响应

非常低的待机功耗和轻载效率

还有 ZCS 的保护

容性区域的保护

还有非常低的系统成本

所有的这些特点

都可以使用 TI 的 UCC25630x

来满足可以实现

第一条关于 UCC25630x 的优点

还有它的特别之处

就是这个控制方式有了明显的改变

UCC25630 使用了全新的混合迟滞控制

这里叫做 HHC

传统的 LLC 的控制方法呢

使用的是直接频率控制

由电压环的输出作为

产生开关频率的一个唯一条件

但是这种控制方式呢

就会有一些不好的地方

第一个就是

使整个被控对象这个

是一个二阶的一个系统

然后它的电压环的波特图

会随着输入电压和负载的变化而变化

第三个就是补偿之后的电压环的

带宽是受限制的

而且它由于有比较低的相位裕量

而且它由于有比较低的相位裕量

UCC25630x 使用了这个创造性的

混合迟滞控制

UCC25630x 使用了这个创造性的

它可以让 LLC 这个被控对象

它可以让 LLC 这个被控对象

变成一个一阶系统

然后是非常容易去补偿的

可以得到非常高的这个电压环带宽

这里我们就具体讲一下

什么是混合迟滞控制

混合迟滞控制

大家可以看出来的

有这样几个地方来组成

第一个就是 LLC 的输出电压的

电压环的补偿部分

产生一个 comp

comp 的话

这里的 Vcomp

在芯片内部会做一个处理

芯片内部有一个共模电压为 Vcm

这里是一个 3V 的共模电压

Vcm和 Vcomp 这两个元素组合在一起

产生一个滞环

形成一个上限和一个下限

上限就是VTH

VTH 就等于 Vcm + 1/2 Vcomp

VTL 等于 Vcm - 1/2 Vcomp

所以说就可以得到一个

这里得到一个滞环

这滞环的差就是 Vcomp

然后另外的话还有一个对象

是对谐振电容

对谐振电容用一个电容分压的网络

来得到谐振电容的纹波

交流纹波信号

然后把这个交流纹波信号

也和芯片内部的这个共模电压 Vcm

进行一个叠加

这样的话

就可以产生这样的一个信号

是谐振电容的

代表了谐振电容的电压变化值

跟 VTH 和 VTL 进行比较

当谐振电容的这个电压超过 VTH 的时候

就会关断上管

当谐振电容的电压小于 VTL 的时候

就会关断下管

就这样一个产生波形的一个方法

我们认为当 LLC 上管开通的时候

输入电流

对谐振电容的充电

就会在谐振电容上面得到一个电压的变化

也就是说这个谐振电容

这个上管开通的时候

这个谐振电容的变化

谐振电容的电压值变化

其实是应该和为 Vcomp 一一对等的

也就是说电压环的输出产生的这个 comp

就会实际上是代表了你所需要的功率

然后这里的输入电流的平均值

在谐振电容上的充电产生的这个

电压变化跟这个功率是一一对等的

这样的话就可以让 LLC 的控制

变成一个一阶的系统

这种控制方法

可以带来非常好的动态响应

可以看出来这里有一个对比的图

采用 UCC25630 这种控制方式的

从空载到满载跳变的时候

完全的空载到满载在跳变的时候

输出电压的跌落只有 1.25%

如果使用传统的这种频率控制的这种

电压型控制的方法

从空载到满载的切换

输出电压的跌落会超过 20%

我们可以从波特图的角度

更进一步的分析

这个动态响应的变好的原因

蓝色的这个曲线

左边这半部分的曲线是

LLC 被补偿之前的波特图

蓝色的是频率控制的

增益曲线

这个是直接频率控制的相位曲线

红色的是使用混合迟滞控制的

增益曲线和相位曲线

右半部分呢是经过补偿器补偿之后的

很明显的看出

使用混合迟滞控制的它的系统

是一个一阶系统

补偿之后的带宽会远远大于

频率控制的这个带宽

而这个带宽可以做到 10K

在 10K 时候的相位裕量还有 60 度

所以这种控制方式是非常容易来补偿的

这个是仿真出来的一个结果

然后我们也可以用实际的这个

电源的带宽波形波特图波形来做一个对比

上边的话是直接频率控制的结果

下边是一个混合迟滞控制的

环路波特图

很明显混合迟滞是一个一阶系统

拥有更高的穿越频率

还有更高的相位裕量

当一个 LLC 拥有很好的动态响应的时候

就可以在系统成本上有一定的改进

这里是我们 UCC25630

在一个成功案例上面的应用

应用的终端是一个 65 英寸的 oled TV

它的功率最高会到 480 瓦

oled 电视对输出电压的动态

是有很高的要求的

可以它的在空载到满载切换的这个过程中

输出电压的纹波过冲跌落要小于正负 5%

使用 UCC25630 相对于之前的方案

因为动态的响应变得很好

可以省掉很多的这个原来的假负载

这里这一大片是使用

频率控制这种 LLC 控制器

需要加的一些假负载

总共是 1.7 瓦的一个假负载

1.7 瓦就可以降低很多的待机功耗

和提高轻载效率

很高的轻载效率

OK 下面我们讲一下

LLC 如何提高 LLC 在轻载时候的效率

这边的话是一个 LLC 的增益曲线

当负载变得很轻的时候

需要 LLC 提供的增益是非常低的

这样的话 LLC 就会进入

非常高的开关频率

一般在控制 LLC 轻载的时候会有两种方式

来使这个系统稳定

第一种就是把频率控制

改变为 PWM 的控制

PWM 控制的话

就是让开关频率是固定的

让 LLC 的这个原边 MOS 管的

duty 一直一直的减小

这种控制方式的话

是没有音频噪音的一些顾虑的

但是它的轻载效率是非常低的

待机功耗也是比较高的

而且在 LLC 这个里边

在 PWM 模式里边

LLC 一般都是一个硬开关

对 MOS 管的电压应力

是有比较高的要求的

另外一种在轻载的时候

让 LLC 稳定的方法就是让

让 LLC 进入 Burst Mode

就是一种间歇模式

在轻载的时候

间歇模式的话会提高轻载的效率

还有待机功耗

然后在间歇模式里边

ZVS 也是可以实现的

并不会遇到硬开关的

硬开关的这种情况

但是 Burst Mode 有一点的

缺点就是处理不好的话

会遇到音频噪音的问题

25630 这边 Burst Mode

做了一些优化

来进一步的提高

Burst Mode 里面的效率

首先

这个 Burst Mode 的门槛值

是可以通过外围电路来编程的

然后它在 Burst Mode 里面的

每一个 burst pattern 里面的

开关周期数是固定的

固定了 15 根

这个是 UCC25630 的 Burst Mode 发波模式

而且这 Burst Mode 里面的

这 15 根的开关频率是固定的

这样的话可以让 Burst Mode 里边

谐振频率的峰值是一个

保持在同一个水平线上

可以对每一个开关周期的效率

都有很高的优化

这个是传统的一种 Burst Mode

模式的一个控制方式

当 Burst Mode 发波的时候

往往前面第一根的开关频率是低的

导致谐振频率的

导致 Burst Mode 里面的

谐振频率的峰值比较高

然后这个谐振电流

会慢慢慢慢的收敛到

很低的一个状况下

我们认为这种 Burst Mode 的效率

不如固定开关频率的这种效率来的高

为了降低待机功耗

我们从 IC 设计这边也做了很多的优化

第一个就是在从光耦反馈这一部分

这上面这个电路是传统的

LLC 控制器使用的光耦反馈电路

它通过一个光耦

产生一个 feedback 信号

feedback 信号会通过内部的

一个上拉电阻

拉到内部的基准电压上面去

为了降低 IC 的这个功耗

这个上拉电阻

一般选择的会比较大

来限制这个上拉电阻的功耗

但是这个上拉电阻如果选择比较大

它会和 FB 脚 Feedback 脚的

一个寄生电容产生一个极点

会对 LLC 的补偿网络有影响

导致 LLC 的电压环的带宽

不会做得很高

下面这半部分是 25630 的一个

光耦反馈的一个电路

我们对它进行了优化

把电压把这种上拉

通过上拉电阻拉到内部基准电压的方式

改变成了一个上拉电流源的方式

外部的光耦

从这个电流源抽取一部分电流

剩下的这一部分电流

就会在内部的一个电阻上

产生一个电压降

这个电压降就是电压环的输出为 Vcomp

而且这个 FB 脚的这个电压

在内部是被钳位在 6V

这样的话可以让 FB 脚

没有一个充放电的动作

然后 FB 脚的寄生电容

对环路的补偿是没有任何影响的

这种方式可以有效地降低 IC 的一个功耗

然后电压环的带宽是不会受到影响的

选择光耦的时候

我们这边有一定的推荐

第一个就是选择这个

CTR 比较高的光耦

选择光耦的显然速度比较快的

上升时间和 Turn on 时间都要小于

最好是小于五个微秒

能够得到比较好的

从空载到满载的一个动态响应

然后选择的光耦的 CTR 的

变化范围要比较小

最大的我们推荐是

最大跟最小的这个倍数是小于两倍的

使用了 25630

确实可以得到很低的这个待机功耗

这边是我们做的一个

一个系统上面的一个对比

使用同样的功率器件

直接更换 IC

这边的话是竞争对手

一个竞争对手的

它的待机功耗的表现

右边的话是 UCC25630 的一个

待机功耗的表现

总体上来讲

UCC在5630 是可以达到

比竞争对手要小 10% 的一个待机功耗

UCC25630 也集成了这个 ZCS 保护

为什么这 ZCS 区间对 LLC 是不好的呢

当 LLC 进入 ZCS 区域的话

LLC 就会丧失掉这个 ZVS 的条件

会有几率让原边的 MOS 管

会产生一个直通的现象

因为在 ZCS 区域的时候

假设上管是正在反向恢复的时候

上管的体二极管正在反向恢复的时候

下管在开通

这样的话会让

原边 MOS 管产生一个短时直通的现象

然后 EMI 的话也会比

在容性区域的 EMI 的问题

也会比感性区域的要差

因为在容性区域的开关频率的增加

会带来 LLC 增益的增加

所以说容性区域相对于感性区域的

如果这个感性区域是一个负反馈

当进入容性区域的话

就变成了一个正反馈

我们这里有一张图是说

原边 MOS 管的反向恢复电流

和正向电流的一个趋势

如果说进入到 ZCS 区域

原边 MOS 管的体二级管

会存在着一个反向恢复的一个过程

这个反应恢复电流

就会影响到 原边 MOS 管的

直通时候的直通电流

所以说一般对 LLC 进行 ZCS 保护的方法

是选择比较好的这个 MOS 管

它拥有比较快速的反向恢复特性

可以降低这个反向恢复电流来保护 MOS 管

另外一个特点

另外一个方法呢就是

限制 LLC 的最低开关频率

让 LLC 的最低开关频率大于

最高增益点对应的这个谐振频率

但是这样也会有一定的坏处

可以在做输出电压掉电保持时间的时候

就不能够充分的利用到 LLC 的这个增益

25630 的话

这边就加入了

自动检测 ZCS 的这种处理方式

可以规避掉 ZCS 里边所带来的缺点

25630 是如何来实现 ZCS 保护的呢

它这边是有两个检测方式

它这边是有两个检测方式

它会检测谐振电流

通过谐振电流送入 IC

专门的电流检测 pin 脚

UCC25630 在芯片内部

会对上管关断时候

上管关断时刻和下管关断时刻

分别来检测谐振电流的极性

正常的 LLC 工作在感性区域时候是

当上管关断时

谐振电流的极性是正向的

当下管关断时

谐振电流的极性是负向的

如果在上管检测跟下管检测时候

这个极性是相反是反的

就证明发生了容性进入

证明 LLC 进入了 ZCS 区域

进入了容性区域

就像这里表示的一样

下管关断的时候

谐振电流的极性变成了正向的

这是代表着芯片

LLC 已经进入了容性区域

容性区域对 LLC 是比较危险的

所以说控制芯片要对这种区域

这种状况进行保护

UCC25630 如果检测到了 ZCS 的发生

还会停止 MOS 管的

下一个 MOS 管的开通

它要等到桥臂中点再次翻转的时候

再开通上管或者对应的下管

而且再次开通时候的开关频率

是进行一个软启动的操作

也就说 ZCS 发生之前的这个开关频率

要比重新恢复时候的开关频率要低得多

比较高的开关频率

可以让 LLC 远离容性区域

这是一个容性区域保护的一个想法

另外为了提高

提高 LLC 的效率

让 LLC 尽可能的实现软开关

LLC 的上下管的死区时间

最好是可以动态调整的

UCC25630

是可以做到在每个开关周期内

都对原边 MOS 管的桥臂中点进行斜率检测

来确保 MOS 管产生了 ZVS 开通的条件

来确保 MOS 管产生了 ZVS 开通的条件

才会开通相应的 MOS 管

这样的话

它的上下管的死区时间

就是一个动态调整的

死区时间的动态调整

是可以提高最优的一个效率表现

另外的话 UCC25630

也集成了 X 电容放电的这个功能

X 电容一般都是用到 EMI 滤波器里边

来滤除差模噪音

但是在从安规的角度上来说

当 AC 当一个电源从 AC 交流网络上面

拔开之后

是希望 AC 端口的电压

很快的下降到安全电压以下

可以这样

之前的应用方式呢都是使用

专门的 X 电容的放电 IC

或者是对待机功耗不好的

电阻来放电的

UCC25630 系列集成了 X 电容的放电

它可以有效地省掉 X 电容的

放电 IC 或者是放电电阻

这个波形显示的是

当交流电压等于 264 伏的时候

然后随机的断开 AC

这个地方断 AC

完全是在一个峰值的时候

AC 呢从 264 伏掉到 30 伏

所需要的时间只有 700ms

所需要的时间只有 700ms

是完全能够满足安规要求的

当然 UCC25630

也集成了高压启动的线路

它在 HV 脚是一个高压启动

通过一个高压启动电阻

它内部会产生一个电流源

给 VCC 外面接的电容来充电

给 VCC 外面接的电容来充电

实现一个自供电的一个操作

可以省掉外部

可以省掉外部的辅助电源的成本

所以说我们回到最刚开始讲的

这个 AC-DC 这种电源的一个架构的话

25630 因为它集成了很多的功能

它可以省掉 X 电容的放电的控制芯片

或者是电阻

也可以省掉辅助电源

可以省掉高压的驱动

然后还可以是省掉

控制 PFC 开通关断的这样一部分电路

最后我们可以给大家介绍几个

快速熟悉 UCC25630 的一些工具

第一个是 UCC25630 的一个

一个 EVM 还有一些参考设计

假如说是 PMP20795

还有针对 LCC 做了一个参考设计 PMP20946

这些大家都可以在网络上来下载相应的资料

好 感谢大家的收听

谢谢

那么对于一个

成功的 LLC 系统来说

或者是 LLC 的电源来说

什么样的 performance

什么样的表现才是最好的呢

我们认为是一个动态响应

是有好的动态响应

这是第一条

第二个就是有比较好的轻载效率

第三个就是可以能够有 ZCS 的保护的处理

第四个是它的动态

死区时间是可以动态调整的

也就是像这里边写的这个

对 LLC 来说什么是最重要的

就是快速的动态响应

非常低的待机功耗和轻载效率

还有 ZCS 的保护

容性区域的保护

还有非常低的系统成本

所有的这些特点

都可以使用 TI 的 UCC25630x

来满足可以实现

第一条关于 UCC25630x 的优点

还有它的特别之处

就是这个控制方式有了明显的改变

UCC25630 使用了全新的混合迟滞控制

这里叫做 HHC

传统的 LLC 的控制方法呢

使用的是直接频率控制

由电压环的输出作为

产生开关频率的一个唯一条件

但是这种控制方式呢

就会有一些不好的地方

第一个就是

使整个被控对象这个

是一个二阶的一个系统

然后它的电压环的波特图

会随着输入电压和负载的变化而变化

第三个就是补偿之后的电压环的

带宽是受限制的

而且它由于有比较低的相位裕量

而且它由于有比较低的相位裕量

UCC25630x 使用了这个创造性的

混合迟滞控制

UCC25630x 使用了这个创造性的

它可以让 LLC 这个被控对象

它可以让 LLC 这个被控对象

变成一个一阶系统

然后是非常容易去补偿的

可以得到非常高的这个电压环带宽

这里我们就具体讲一下

什么是混合迟滞控制

混合迟滞控制

大家可以看出来的

有这样几个地方来组成

第一个就是 LLC 的输出电压的

电压环的补偿部分

产生一个 comp

comp 的话

这里的 Vcomp

在芯片内部会做一个处理

芯片内部有一个共模电压为 Vcm

这里是一个 3V 的共模电压

Vcm和 Vcomp 这两个元素组合在一起

产生一个滞环

形成一个上限和一个下限

上限就是VTH

VTH 就等于 Vcm + 1/2 Vcomp

VTL 等于 Vcm - 1/2 Vcomp

所以说就可以得到一个

这里得到一个滞环

这滞环的差就是 Vcomp

然后另外的话还有一个对象

是对谐振电容

对谐振电容用一个电容分压的网络

来得到谐振电容的纹波

交流纹波信号

然后把这个交流纹波信号

也和芯片内部的这个共模电压 Vcm

进行一个叠加

这样的话

就可以产生这样的一个信号

是谐振电容的

代表了谐振电容的电压变化值

跟 VTH 和 VTL 进行比较

当谐振电容的这个电压超过 VTH 的时候

就会关断上管

当谐振电容的电压小于 VTL 的时候

就会关断下管

就这样一个产生波形的一个方法

我们认为当 LLC 上管开通的时候

输入电流

对谐振电容的充电

就会在谐振电容上面得到一个电压的变化

也就是说这个谐振电容

这个上管开通的时候

这个谐振电容的变化

谐振电容的电压值变化

其实是应该和为 Vcomp 一一对等的

也就是说电压环的输出产生的这个 comp

就会实际上是代表了你所需要的功率

然后这里的输入电流的平均值

在谐振电容上的充电产生的这个

电压变化跟这个功率是一一对等的

这样的话就可以让 LLC 的控制

变成一个一阶的系统

这种控制方法

可以带来非常好的动态响应

可以看出来这里有一个对比的图

采用 UCC25630 这种控制方式的

从空载到满载跳变的时候

完全的空载到满载在跳变的时候

输出电压的跌落只有 1.25%

如果使用传统的这种频率控制的这种

电压型控制的方法

从空载到满载的切换

输出电压的跌落会超过 20%

我们可以从波特图的角度

更进一步的分析

这个动态响应的变好的原因

蓝色的这个曲线

左边这半部分的曲线是

LLC 被补偿之前的波特图

蓝色的是频率控制的

增益曲线

这个是直接频率控制的相位曲线

红色的是使用混合迟滞控制的

增益曲线和相位曲线

右半部分呢是经过补偿器补偿之后的

很明显的看出

使用混合迟滞控制的它的系统

是一个一阶系统

补偿之后的带宽会远远大于

频率控制的这个带宽

而这个带宽可以做到 10K

在 10K 时候的相位裕量还有 60 度

所以这种控制方式是非常容易来补偿的

这个是仿真出来的一个结果

然后我们也可以用实际的这个

电源的带宽波形波特图波形来做一个对比

上边的话是直接频率控制的结果

下边是一个混合迟滞控制的

环路波特图

很明显混合迟滞是一个一阶系统

拥有更高的穿越频率

还有更高的相位裕量

当一个 LLC 拥有很好的动态响应的时候

就可以在系统成本上有一定的改进

这里是我们 UCC25630

在一个成功案例上面的应用

应用的终端是一个 65 英寸的 oled TV

它的功率最高会到 480 瓦

oled 电视对输出电压的动态

是有很高的要求的

可以它的在空载到满载切换的这个过程中

输出电压的纹波过冲跌落要小于正负 5%

使用 UCC25630 相对于之前的方案

因为动态的响应变得很好

可以省掉很多的这个原来的假负载

这里这一大片是使用

频率控制这种 LLC 控制器

需要加的一些假负载

总共是 1.7 瓦的一个假负载

1.7 瓦就可以降低很多的待机功耗

和提高轻载效率

很高的轻载效率

OK 下面我们讲一下

LLC 如何提高 LLC 在轻载时候的效率

这边的话是一个 LLC 的增益曲线

当负载变得很轻的时候

需要 LLC 提供的增益是非常低的

这样的话 LLC 就会进入

非常高的开关频率

一般在控制 LLC 轻载的时候会有两种方式

来使这个系统稳定

第一种就是把频率控制

改变为 PWM 的控制

PWM 控制的话

就是让开关频率是固定的

让 LLC 的这个原边 MOS 管的

duty 一直一直的减小

这种控制方式的话

是没有音频噪音的一些顾虑的

但是它的轻载效率是非常低的

待机功耗也是比较高的

而且在 LLC 这个里边

在 PWM 模式里边

LLC 一般都是一个硬开关

对 MOS 管的电压应力

是有比较高的要求的

另外一种在轻载的时候

让 LLC 稳定的方法就是让

让 LLC 进入 Burst Mode

就是一种间歇模式

在轻载的时候

间歇模式的话会提高轻载的效率

还有待机功耗

然后在间歇模式里边

ZVS 也是可以实现的

并不会遇到硬开关的

硬开关的这种情况

但是 Burst Mode 有一点的

缺点就是处理不好的话

会遇到音频噪音的问题

25630 这边 Burst Mode

做了一些优化

来进一步的提高

Burst Mode 里面的效率

首先

这个 Burst Mode 的门槛值

是可以通过外围电路来编程的

然后它在 Burst Mode 里面的

每一个 burst pattern 里面的

开关周期数是固定的

固定了 15 根

这个是 UCC25630 的 Burst Mode 发波模式

而且这 Burst Mode 里面的

这 15 根的开关频率是固定的

这样的话可以让 Burst Mode 里边

谐振频率的峰值是一个

保持在同一个水平线上

可以对每一个开关周期的效率

都有很高的优化

这个是传统的一种 Burst Mode

模式的一个控制方式

当 Burst Mode 发波的时候

往往前面第一根的开关频率是低的

导致谐振频率的

导致 Burst Mode 里面的

谐振频率的峰值比较高

然后这个谐振电流

会慢慢慢慢的收敛到

很低的一个状况下

我们认为这种 Burst Mode 的效率

不如固定开关频率的这种效率来的高

为了降低待机功耗

我们从 IC 设计这边也做了很多的优化

第一个就是在从光耦反馈这一部分

这上面这个电路是传统的

LLC 控制器使用的光耦反馈电路

它通过一个光耦

产生一个 feedback 信号

feedback 信号会通过内部的

一个上拉电阻

拉到内部的基准电压上面去

为了降低 IC 的这个功耗

这个上拉电阻

一般选择的会比较大

来限制这个上拉电阻的功耗

但是这个上拉电阻如果选择比较大

它会和 FB 脚 Feedback 脚的

一个寄生电容产生一个极点

会对 LLC 的补偿网络有影响

导致 LLC 的电压环的带宽

不会做得很高

下面这半部分是 25630 的一个

光耦反馈的一个电路

我们对它进行了优化

把电压把这种上拉

通过上拉电阻拉到内部基准电压的方式

改变成了一个上拉电流源的方式

外部的光耦

从这个电流源抽取一部分电流

剩下的这一部分电流

就会在内部的一个电阻上

产生一个电压降

这个电压降就是电压环的输出为 Vcomp

而且这个 FB 脚的这个电压

在内部是被钳位在 6V

这样的话可以让 FB 脚

没有一个充放电的动作

然后 FB 脚的寄生电容

对环路的补偿是没有任何影响的

这种方式可以有效地降低 IC 的一个功耗

然后电压环的带宽是不会受到影响的

选择光耦的时候

我们这边有一定的推荐

第一个就是选择这个

CTR 比较高的光耦

选择光耦的显然速度比较快的

上升时间和 Turn on 时间都要小于

最好是小于五个微秒

能够得到比较好的

从空载到满载的一个动态响应

然后选择的光耦的 CTR 的

变化范围要比较小

最大的我们推荐是

最大跟最小的这个倍数是小于两倍的

使用了 25630

确实可以得到很低的这个待机功耗

这边是我们做的一个

一个系统上面的一个对比

使用同样的功率器件

直接更换 IC

这边的话是竞争对手

一个竞争对手的

它的待机功耗的表现

右边的话是 UCC25630 的一个

待机功耗的表现

总体上来讲

UCC在5630 是可以达到

比竞争对手要小 10% 的一个待机功耗

UCC25630 也集成了这个 ZCS 保护

为什么这 ZCS 区间对 LLC 是不好的呢

当 LLC 进入 ZCS 区域的话

LLC 就会丧失掉这个 ZVS 的条件

会有几率让原边的 MOS 管

会产生一个直通的现象

因为在 ZCS 区域的时候

假设上管是正在反向恢复的时候

上管的体二极管正在反向恢复的时候

下管在开通

这样的话会让

原边 MOS 管产生一个短时直通的现象

然后 EMI 的话也会比

在容性区域的 EMI 的问题

也会比感性区域的要差

因为在容性区域的开关频率的增加

会带来 LLC 增益的增加

所以说容性区域相对于感性区域的

如果这个感性区域是一个负反馈

当进入容性区域的话

就变成了一个正反馈

我们这里有一张图是说

原边 MOS 管的反向恢复电流

和正向电流的一个趋势

如果说进入到 ZCS 区域

原边 MOS 管的体二级管

会存在着一个反向恢复的一个过程

这个反应恢复电流

就会影响到 原边 MOS 管的

直通时候的直通电流

所以说一般对 LLC 进行 ZCS 保护的方法

是选择比较好的这个 MOS 管

它拥有比较快速的反向恢复特性

可以降低这个反向恢复电流来保护 MOS 管

另外一个特点

另外一个方法呢就是

限制 LLC 的最低开关频率

让 LLC 的最低开关频率大于

最高增益点对应的这个谐振频率

但是这样也会有一定的坏处

可以在做输出电压掉电保持时间的时候

就不能够充分的利用到 LLC 的这个增益

25630 的话

这边就加入了

自动检测 ZCS 的这种处理方式

可以规避掉 ZCS 里边所带来的缺点

25630 是如何来实现 ZCS 保护的呢

它这边是有两个检测方式

它这边是有两个检测方式

它会检测谐振电流

通过谐振电流送入 IC

专门的电流检测 pin 脚

UCC25630 在芯片内部

会对上管关断时候

上管关断时刻和下管关断时刻

分别来检测谐振电流的极性

正常的 LLC 工作在感性区域时候是

当上管关断时

谐振电流的极性是正向的

当下管关断时

谐振电流的极性是负向的

如果在上管检测跟下管检测时候

这个极性是相反是反的

就证明发生了容性进入

证明 LLC 进入了 ZCS 区域

进入了容性区域

就像这里表示的一样

下管关断的时候

谐振电流的极性变成了正向的

这是代表着芯片

LLC 已经进入了容性区域

容性区域对 LLC 是比较危险的

所以说控制芯片要对这种区域

这种状况进行保护

UCC25630 如果检测到了 ZCS 的发生

还会停止 MOS 管的

下一个 MOS 管的开通

它要等到桥臂中点再次翻转的时候

再开通上管或者对应的下管

而且再次开通时候的开关频率

是进行一个软启动的操作

也就说 ZCS 发生之前的这个开关频率

要比重新恢复时候的开关频率要低得多

比较高的开关频率

可以让 LLC 远离容性区域

这是一个容性区域保护的一个想法

另外为了提高

提高 LLC 的效率

让 LLC 尽可能的实现软开关

LLC 的上下管的死区时间

最好是可以动态调整的

UCC25630

是可以做到在每个开关周期内

都对原边 MOS 管的桥臂中点进行斜率检测

来确保 MOS 管产生了 ZVS 开通的条件

来确保 MOS 管产生了 ZVS 开通的条件

才会开通相应的 MOS 管

这样的话

它的上下管的死区时间

就是一个动态调整的

死区时间的动态调整

是可以提高最优的一个效率表现

另外的话 UCC25630

也集成了 X 电容放电的这个功能

X 电容一般都是用到 EMI 滤波器里边

来滤除差模噪音

但是在从安规的角度上来说

当 AC 当一个电源从 AC 交流网络上面

拔开之后

是希望 AC 端口的电压

很快的下降到安全电压以下

可以这样

之前的应用方式呢都是使用

专门的 X 电容的放电 IC

或者是对待机功耗不好的

电阻来放电的

UCC25630 系列集成了 X 电容的放电

它可以有效地省掉 X 电容的

放电 IC 或者是放电电阻

这个波形显示的是

当交流电压等于 264 伏的时候

然后随机的断开 AC

这个地方断 AC

完全是在一个峰值的时候

AC 呢从 264 伏掉到 30 伏

所需要的时间只有 700ms

所需要的时间只有 700ms

是完全能够满足安规要求的

当然 UCC25630

也集成了高压启动的线路

它在 HV 脚是一个高压启动

通过一个高压启动电阻

它内部会产生一个电流源

给 VCC 外面接的电容来充电

给 VCC 外面接的电容来充电

实现一个自供电的一个操作

可以省掉外部

可以省掉外部的辅助电源的成本

所以说我们回到最刚开始讲的

这个 AC-DC 这种电源的一个架构的话

25630 因为它集成了很多的功能

它可以省掉 X 电容的放电的控制芯片

或者是电阻

也可以省掉辅助电源

可以省掉高压的驱动

然后还可以是省掉

控制 PFC 开通关断的这样一部分电路

最后我们可以给大家介绍几个

快速熟悉 UCC25630 的一些工具

第一个是 UCC25630 的一个

一个 EVM 还有一些参考设计

假如说是 PMP20795

还有针对 LCC 做了一个参考设计 PMP20946

这些大家都可以在网络上来下载相应的资料

好 感谢大家的收听

谢谢