【技术大神】隔离驱动器IC在功率电源全桥LLC中的应用

2017-06-20 技术大神活动文章
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随着市场对电源的效率要求越来越高,功率密度越来越大,且对电源可靠性要求也越来越严格。鉴于此,提高电源电路的可靠性变得尤为重要,驱动电路是关键一环。


在大功率电源ATX1500W和2000W项目开发中,遇到一个问题:采用全桥LLC拓扑结构,如下图:


图1


驱动电流平均值1A左右,最高值可以达到2A。最初考虑采用隔离变压器来驱动。由于驱动变压器要做到好,需要完全耦合。耦合好,变压器绕制需5线并绕。又由于空间限制,磁环很小,厂家很难生产和管控。且还需增加UCC27524来隔离驱动,所以总的来说带来的后果就是成本增加和设计的复杂。


图2


图2中左边绕组绕线不平整,线圈出现交叉、重叠等现象,其它绕组OK。测试各项静态电性(电感,圈数,电阻,漏感,耐压等),也完全正常。但上机到电源后,引起电源输出异常。纹波大、效率低、部分重载不开机。这就是杂散电容异常引起。这杂散电容是生产工艺引起,是厂家所难管控的。部分波形异常如下右图:

图3


后来和世强的技术人员沟通后发现,SILICON LABS隔离驱动器Si8233可帮助我成功解决上述难题。
采用Si8233 后原理图如下图3所示,用2颗Si8233 代替了工艺复杂的5个绕组的驱动变压器,电路设计简单得多,大大缩减了产品的研发时间。


图4


通过项目的开发,我简单总结下Si8233的优点。其实,关于Si8233的应用,主要有以下指标:
1)工作电压低,节能,产品效率高;
2)高达5KVRMS的输入与输出的隔离电压;
3)应用简单,没有共同现象;
4)Si8233(4/5/6/8)高达4.0A的峰值驱动电流,不需图腾,可以驱动任何MOS管;
5)Si8233由HS/LS两个完全独立的驱动器组成。


简单介绍Si8233
1)Si8233的BLOCK DIAGRAM


图5


2)Si8233系列可编程的死区时间和重叠保护。防止直通,很高可靠性。


图6


现在电源要求效率越来越高,功率要求做得越来越大,因此LCC,FULL bridge应用越来广泛。而用这些拓扑结构自然少不了隔离驱动器。用Silicon Labs的Si8233系列产品做驱动,效率高,设计简单,可靠性更是关键。


但在设计应用时需注意以下两点:
1)VDDI工作电压低,工作电压范围4.5-5.5V,供电电压要求稳定可靠。
2)IO口对对应的地的电压不能超过VDD+0.5V。


作者:中国长城 龙工


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  • BATI Lv7. 资深专家 2017-06-23
    图文并茂,写的很棒很专业
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