LLC转换器中使用的控制方法

新的数字功率控制器在其LLC谐振转换器中使用其获得专利的时移控制（TSC）方法，还集成了功率因数校正控制器和启动发生器。

LLC谐振转换器（其中LCC是两个电感（L）和一个电容器（C））用于广泛的工业应用。这些转换器具有诸如零电压开关（ZVS）、零电流开关（ZCS）等优点，仅举几例。

考虑到这些优势，制造商利用它们制造数字电源控制器，用于大功率LED照明和液晶电视的节能解决方案。

为了在LLC转换器中实现稳定裕度，意法半导体（ST）提出了一种用于LLC转换器设计的TSC方法。ST最新的数字电源控制器采用这种方法来实现软开关。

在深入研究ST的新产品之前，让我们讨论一下LLC转换器中使用的一些控制方法以及它们之间的比较。

TSCvsDFCvsHHC

首先要考虑的是直接频率控制（DFC），这是LLC转换器中使用的传统控制方法。在这种控制方法中，来自补偿电路的反馈信号用于测量栅极驱动信号的频率。

反馈信号还直接控制锁定桥式电路的开关频率的本地振荡器。虽然DFC设计简单，但其特点是带宽低。在其补偿电路中实现可接受的负载瞬态响应和稳定性也很困难。

LLC谐振半桥转换器的示意图。

另一方面，TSC方法可实现易于设计的补偿器。这种方法还使LLC转换器中的功率级转向低Q二阶系统或接近一阶系统。

此外，在使用时移控制方法的LLC转换器中，输入纹波抑制得到了改善。总体而言，转换器的可靠性得到了提高。

最后，业界采用的另一种控制方法是混合滞后控制（HHC）。该方法利用频率控制和充电控制。

与TSC一样，混合迟滞控制简化了补偿器的设计，因为功率级变成了一阶系统。HHC还具有高带宽和固有输入前馈的特点，与DFC方法相比，这可能导致出色的输入线路瞬态响应。

通过对这些创建LLC转换器的方法的一些了解，让我们来看看ST的设备带来了什么。

介绍ST的STNRG012

STMicroelectronics采用TSC方法，发布了其最新的数字电源控制器STNRG012，它将大量功能集成到一个芯片中。

其中一些功能包括：

一种多模式功率因数校正（PFC）控制器

LLC谐振半桥转换器

额定电压为800V的启动发电机电路

这些功能中的每一个都由数字引擎管理，该引擎执行优化的控制算法以提高效率和可靠性。在半桥转换器中，TSC方法控制从储能电流过零到MOSFET关断所经过的时间量。

STNRG012的框图。

STNRG012具有稳健的架构，并具有四个高速状态机事件驱动（SMED）外设，可控制PFC和LLC谐振半桥电路。SMED是器件中的可编程组件，用于控制事件，例如电源管理器生成的保护事件、输入和输出事件、定时器事件等。

此外，SMED允许用户配置PFC控制器以在不同的工作模式之间交替：过渡模式、谷底跳跃和不连续模式。

STNRG012的示意图。

此外，STNRG012具有非易失性存储器（NVM），其中包含数字算法和基本操作参数，允许用户在生产期间自定义设置和对设备进行编程。

该器件采用20引脚SO封装，凭借其先进的失真抑制功能，它声称是一种先进的解决方案，适用于高达300W的线路供电应用和从家庭照明到街道照明的LED照明应用。