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L6563和L6599的工作原理解析

【摘要】:L6563是PFC控制转换芯片,工作在固定关闭时间模式。同时,电阻R43和电容C36并联在该脚与地之间,片内产生的电流对C36充电,当充电电压上升到3.5V时,L6599关闭,PFC将转换信号电压下降到零;当C36的电压低于0.3V时,L6599复位,这时6脚上的电压上升到1.5V。总之,L6563构成的PFC电路,既可以做到恒电压输出模式,又可以实现跟随电压输出模式;由L6599构成的LLC转换器、电路开关管工作在零电压开关状态,转换效率高,电磁干扰小。

L6563是PFC控制转换芯片,工作在固定关闭时间模式。如图4-32所示,控制转换器主要由VD1C7R5、VT1RSR6C9等元器件所组成。为了减小EMI的干扰,通过C5C6L3组成的差模抑制电路进行阻隔。L4、VD3C10是PFC转换升压滤波电路。IC1具有高电流驱动能力。电阻R1R2R3是输入电压分压取压电阻,分压信号从3脚输入给片内乘法器,用来调节乘法器电流。电阻R7R8R9R10是输出电压调节电阻,用来检测PFC的输出电压。R29R30R31R32R33是输出电压保护电路,用来检测电压控制环路可能出现的异常现象。

LLC(谐振变换)使用半桥拓扑电路,它工作在零电压开关(ZVS)模式。L6599结合了半桥驱动的功能,直接驱动MOS管,它的占空比可到50%。

当输入电压或负载发生变化时,可根据输出电压调节反馈信号来改变占空比。L6599是非线性软启动IC。而电流保护模式采用“打嗝”延时的方法,使过电流加以“消化”。当电路处在轻载时,由引脚决定时序电路,使电路工作在“打嗝”模式。

电路发生短路时,引起IC3的6脚电压超过2脚的极限电压时,这时使电路进入保护程序,使6脚电压快速下降,保持电流稳定。

IC2内部的MOSFET工作在电流控制模式,是PWM转换的部件,输出功率约为7.3W。反馈电压从Vo3取样,经基准稳定源与取样电压比较,其差值由光耦合器PC1光耦电流传送到IC2内调制占空比,从而控制输出电压Vo3的稳定。当PFC停止工作时,转换器工作在全

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图4-32 谐振式临界电流控制L6563及L6599功率因数转换电源

电压(AC94~264V)范围内,由反激式变压器TR1的一次辅助绕组向IC2提供供电电压,同时也向IC1、IC3提供电压。

PFC和LLC的转换控制是由VT4、VS5、VT5组成,供给或断开PFC和LLC两级必需的电压。当有交流输入电压时,IC2首先开始工作,PFC接着工作,最后LLC也开始工作,并输出所设计的负载所需的电压。需要指出的是,C42和变压器TR2产生谐振,电路工作在零电压开关(ZVS)状态,电源呈现出高效率、低THD,并且极大地降低了电磁干扰。

L6599具有过电压保护和短路保护功能,PFC和LLC都需要过电压保护电路。L6563的内部设计有动态和静态保护电路,PFC的输出电压由分压检测电路将检测信号输送到误差放大器内进行电压比较放大,若比较值小于片内的设计值,PFC输出电压正常,反之,将实施过电压保护。图4-33为LCL变换原理图。

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图4-33 半桥隔离式LCL变换示意图

IC1的故障保护电路经R29R30R31R32R33分压取样送至IC1的7脚,若出现异常时,7脚输入的信号电压使IC1立即锁定,输出脉冲消失,同时IC3脉宽调制也被锁定。

IC3的6脚是电流检测输入端,当电流反馈信号进入6脚时,它将与片内的比较器进行比较,第一级比较器的参考电压为0.8V,第二级比较器的参考电压是1.5V。当实际电压超过该脚电压0.8V时,片内比较器通过软启动电容CSS放电,从而关闭信号输出。当输出发生短路,而且短路时间超过tSH时,这时过载保护被激活,使L6599将输出信号关闭。若持续过载或短路时,将2脚的占空比下降,无触发脉冲输出。同时,电阻R43和电容C36并联在该脚与地之间,片内产生的电流对C36充电,当充电电压上升到3.5V时,L6599关闭,PFC将转换信号电压下降到零;当C36的电压低于0.3V时,L6599复位,这时6脚上的电压上升到1.5V。

总之,L6563构成的PFC电路,既可以做到恒电压输出模式,又可以实现跟随电压输出模式;由L6599构成的LLC转换器、电路开关管工作在零电压开关(ZVS)状态,转换效率高,电磁干扰小。