【導(dǎo)讀】LLC電路拓?fù)湟蚱淇梢詫?shí)現(xiàn)變壓器原邊開(kāi)關(guān)管的ZVS(Zero voltage switch)開(kāi)通，變壓器副邊二極管的ZCS（Zero Current switch）關(guān)斷，成為高效率高功率密度需求下的主要DC/DC拓?fù)洌艿綇V大工程師的青睞。但是實(shí)際應(yīng)用中怎么去驅(qū)動(dòng)LLC的開(kāi)關(guān)管呢？以全橋LLC為例，上開(kāi)關(guān)管與下開(kāi)關(guān)管不共地，因此我們需要隔離驅(qū)動(dòng)上開(kāi)關(guān)管。實(shí)際操作過(guò)程中，我們常采用兩種做法，第一種方法使用UCC27712這一類半橋式驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)半橋，第二種方法使用隔離驅(qū)動(dòng)加隔離電源來(lái)驅(qū)動(dòng)半橋的上管。為了防止功率地對(duì)控制地的干擾，目前第二種隔離驅(qū)動(dòng)方案的使用越來(lái)越普遍。
UCC21520是一款隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器，可以提供4A sink電流，6A source電流，可以支持很高的開(kāi)關(guān)頻率并有較高的隔離強(qiáng)度，常被用來(lái)驅(qū)動(dòng)MOSFET，IGBT等。此芯片的驅(qū)動(dòng)部分與控制部分之間隔離，內(nèi)部?jī)蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)通道之間也隔離。所以工程師常用輔助電源分別產(chǎn)生三路隔離電源給全橋LLC的四個(gè)開(kāi)關(guān)管做偏置電源。目前為了降低電路的復(fù)雜性，工程師開(kāi)始嘗試用類似半橋驅(qū)動(dòng)電路的自舉方式來(lái)使用這種芯片從而省掉兩個(gè)隔離電源(圖1)。
圖1
下面我們來(lái)分析下自舉電路的原理，當(dāng)下管開(kāi)通時(shí)，VSSA被拉到GND, VDD會(huì)通過(guò)二極管和Rboot給CBoot充電，當(dāng)下管關(guān)斷時(shí)，VSSA電壓上升，二極管擋住Cboot反向泄放通路，并承受高反向電壓，VDDA作為上管的偏置電源為上管驅(qū)動(dòng)提供能量。在開(kāi)機(jī)階段，VDDA上并沒(méi)有電壓，而VDD已經(jīng)存在，所以開(kāi)始的幾個(gè)周期下管一直存在驅(qū)動(dòng)，而上管并沒(méi)有驅(qū)動(dòng)之后驅(qū)動(dòng)慢慢變大，就有可能導(dǎo)致LLC變換器工作在不正常的狀態(tài)。現(xiàn)象如圖2。
圖2
針對(duì)這一問(wèn)題，有如下改進(jìn)方法可以實(shí)施：
1. 使用UVLO更低的UCC21520A代替UCC21520，從而更早的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。
2. Cboot電容不宜選太大，具體設(shè)計(jì)可以根據(jù)datasheet里的說(shuō)明。
3. 可以在上電之前先打開(kāi)下管完成Cboot的充電，如圖3所示。
4. 因?yàn)檫@一過(guò)程發(fā)生在啟動(dòng)階段，電流并不大，設(shè)計(jì)諧振參數(shù)時(shí)適當(dāng)加大諧振電感的值也可以消除影響。
圖3
工程師多用改進(jìn)措施二，四加實(shí)測(cè)的方法檢驗(yàn)影響，均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，目前采用這種自舉方式在LLC電路中使用UCC21520的方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于通信電源和車載充電機(jī)等場(chǎng)合。
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