081、LLC谐振变换器的短路特性与保护

081、LLC谐振变换器的短路特性与保护一、从一次炸管说起去年做一款300W的LED电源，LLC拓扑，输出48V/6.25A。客户要求短路保护，我心想这还不简单？直接加个过流检测，短路时关驱动不就完了。结果第一次上电测试，输出短路，MOS管直接炸了。不是炸一个，是上下管一起炸，连带着驱动芯片也烧了。示波器抓到的波形让我后背发凉——短路瞬间谐振电流飙升到正常值的8倍，频率跑到了谐振频率以下，ZVS条件完全丧失，硬开关导致瞬间功耗爆炸。后来查资料、做实验、改电路，折腾了两周才搞定。今天就把这些血泪教训整理出来，希望对做LLC的朋友有帮助。二、短路时LLC到底发生了什么LLC最让人头疼的特性就是：短路时谐振腔电流会失控。正常工作时，LLC工作在谐振频率附近，阻抗较高，电流波形接近正弦。一旦输出短路，等效负载电阻Rac瞬间变成接近0Ω，整个谐振腔的Q值急剧升高。这时候会发生三件事：谐振频率偏移：短路时，变压器次级相当于短路，励磁电感Lm被“短路”掉，只剩下谐振电感Lr和Cr串联谐振。谐振频率从原来的fr（Lr+Lm与Cr谐振）变成fr2（仅Lr与Cr谐振），频率升高。电流急剧增大：由于阻抗降低，谐振电流峰值可达正常工作的5-10倍。我实测过，48V输出短路，谐振电流峰值从正常的3A飙到22A。