068、LLC谐振变换器的增益特性曲线
068、LLC谐振变换器的增益特性曲线上个月调试一块300W的LLC电源,满载输出正常,半载时效率却掉了三个点。更诡异的是,输入电压从390V降到360V,输出竟然先升后降——这要是给客户交货,怕是要被退货。拆开示波器一看,开关频率跑到了谐振频率附近,增益曲线那个“驼峰”把所有人都坑了。LLC的增益特性曲线,说白了就是一张“频率-电压”地图。你拿着这张图,就知道该让开关管跑多快,才能稳住输出电压。但问题是,这张图不是直线,它有个“先升后降”的脾气,搞不懂这个脾气,调试时就会撞得满头包。增益曲线到底长什么样先别急着翻公式。LLC的增益曲线,横轴是归一化频率(实际频率除以谐振频率),纵轴是电压增益(输出电压除以输入电压的一半)。这条曲线最要命的特点:在某个频率点附近,增益会“翘起来”,形成一个峰值。这个峰值是怎么来的?谐振腔里有两个谐振点:一个是Lr和Cr串联谐振,另一个是Lr+Lm和Cr并联谐振。串联谐振点增益为1,并联谐振点增益更高。两个谐振点之间,增益曲线就像被“拉起来”一样,形成一个凸起。实际调试中,这个凸起的高度和位置,取决于三个参数:电感比k(Lm/Lr)、品质因数Q(负载轻重)、以及死区时间。k值越小(Lm相对Lr越小),凸起越高;Q值越大(负载越重),凸起越矮越平。那个“驼峰”坑了多少人回到开头的案例。输入电压降低时,为了维持输出,控制器会降低频率。如果频率正好落在增益曲线的上升段,频率降低反而让增益增加——输出不降反升。等频率继续降低,越过峰值点,增益开始下降,输出才跟着降。这就是