ZHCAFS3 September   2025 UCC25661

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2GaN 在 LLC 谐振转换器中的优势
    1. 2.1 效率更高
    2. 2.2 开关速度更快
    3. 2.3 寄生电容减小
    4. 2.4 功率密度提高
    5. 2.5 导热率高
    6. 2.6 结温更低
  6. 3LLC 谐振转换器
    1. 3.1 LLC 谐振控制器中输出电压 (VOUT) 与开关频率 (fS) 之间的关系
      1. 3.1.1 LLC 充电挑战
      2. 3.1.2 支持宽 VIN/VOUT 范围的 LLC
  7. 4LLC 转换器在采用 GaN 开关的电池充电器中的实际应用
    1. 4.1 要求和范围
    2. 4.2 锂离子电池的充电曲线
    3. 4.3 如何在电池充电器的 LLC 设计中支持宽 VOUT 范围
    4. 4.4 原型硬件
  8. 5总结

原型硬件

图 4-5 完整充电器设计的 3D 视图

200W 充电器(两级均有 PFC、LLC 和 GaN)的测试结果:

 效率与 VAC 间的关系图 4-6 效率与 VAC 间的关系
 频率与 VOUT 间的关系图 4-7 频率与 VOUT 间的关系

由于在该设计中,低频突发模式会影响峰峰值充电电流纹波,因此我们在低频突发模式停止且转换器连续运行或在高频突发模式运行的条件下测量。下面的图形显示了一些阈值(当曲线折叠时,此时 LF 突发关闭)。

图 4-8 入门级和频率与 VOUT 和 IOUT 间的关系

下面的波形描述了连续模式和突发模式下开关节点和谐振电流的主要特性。在所有可能的工作模式和点,与 VIN、VOUT 和 IOUT 间的关系。

正常运行时,开关频率从 170kHz 变为 380kHz,因此选择能够在该频率下运行并实现高效率和低损耗的控制器和开关元件是关键所在。突发模式和软启动期间,控制器甚至可以达到 1MHz 频率,如图 4-9 所示。借助 TI 的全新控制器 UCC256611 和 GaN 的超高速能力,这将不是问题。

图 4-9 稳态运行与启动间的关系

UCC25661x 系列针对轻负载效率进行优化的 750kHz 宽 VIN/VOUT 范围 LLC 控制器数据表中的图启动期间的 ZCS 预防对突发模式期间的这种行为进行了更加详尽的说明和解释,其中 TON 延长可用来等待谐振电感器中的电流具有正确的极性。

 启动期间的 ZCS 预防图 4-10 启动期间的 ZCS 预防