随着电子行业发展,电子产品开始呈"四化"发展趋势,即小型化、集成化、多功能化、大功率化。为顺应电子产品的普及,电子行业迫切需要一种体积小,大功率,成本低并且适合集成安装的电感产品,很显然插件电感,绕线片式电感等传统电感并不完全符合要求,于是一种新型的电感应运而生,这就是一体成型电感。一体成型电感也称合金电感或者叫模压电感, 包括座体和绕组本体,座体系将绕组本体埋入金属磁性粉末内部压铸而成。
表面贴装器件SMD引脚为绕组本体的引出脚直接成形于座体表面,有较传统电感更高的电感和更小的漏电感;电感为SMD结构设计,使用时既不会损坏电感,又能提高生产效率。 DIP的引脚直接出于座体。一体成型电感使用SMD贴片封装,被归为贴片电感的一种。独特的设计令一体成型电感有别于其他电感,使一体成型电感在电子行业一枝独秀成为可能一体成型电感有DIP,SMD两种,且都是压铸成型,一体成型电感对粉末绝缘处理要求比较高,现在市场上主流的材料都是合金粉材及羰基铁粉等,生产设备、生产工艺从低端到高端分别是油压机、机械压机、伺服器压机。
一体成型电感的优点:比较传统的电感器,一体成型电感拥有如下优点:低损耗,低阻抗,无引线端头,寄生电容小。 采用一体成型结构,坚实牢固,磁路封闭、具有良好的的磁屏蔽性和EMI性能,体积小、贴片式封装,适合集成板密集自动安装。适用于大功率、大电流电路,可在高频环境(工作频率可达5MHz以上)和高温环境下仍保持优良的温升电流及饱和电流特性。唯一的缺点:做工比传统电感要复杂,需要非常高端的电感生产设备和技术,因此电感生产成本较高。近几年,随着制造工艺的改良,生产设备的大规模投入,一体成型电感价格也在逐渐的平民化,所以,一体成型电感的优良品质,强大的电性参数,迅速成为很多工程师的首选。
逻辑链路控制LLC 拓扑的以下特点使其广泛的应用于各种开关电源之中:转换器可以在宽负载范围内实现零电压开关;能够在输入电压和负载大范围变化的情况下调节输出,同时开关频率变化相对很小;采用频率控制,上下管的占空比都为50%;减小次级同步整流MOSFET的电压应力,可以采用更低的电压MOSFET从而减少成本;无需输出电感,可以进一步降低系统成本;采用更低电压的同步整流MOSFET, 可以进一步提升效率。
LLC变换器的稳态工作原理如下:t1,t2〕Q1关断,Q2开通,电感Lr和Cr进行谐振,次级D1关断,D2开通,二极管D1约为两倍输出电压,此时能量从Cr, Lr转换至次级。直到Q2关断。t2,t3〕Q1和Q2同时关断,此时处于死区时间, 此时电感Lr, Lm电流给Q2的输出电容充电,给Q1的输出电容放电直到Q2输出电容的电压等于Vin.次级D1和D2关断 Vd1=Vd2=0, 当Q1开通时该相位结束。t3,t4〕Q1导通,Q2关断。D1导通, D2关断, 此时Vd2=2Vout Cr和Lr谐振在fr1, 此时Ls的电流通过Q1返回到Vin,直到Lr的电流为零次相位结束。〔t4,t5〕Q1导通, Q2关断, D1导通, D2关断,Vd2=2Vout,Cr和Lr谐振在fr1, Lr的电流反向通过Q1流回功率地。 能量从输入转换到次级,直到Q1关断该相位结束〔t5,t6)Q1,Q2同时关断, D1,D2关断,原边电流I(Lr+Lm)给Q1的Coss充电, 给Coss2放电,直到Q2的Coss电压为零。 此时Q2二极管开始导通。 Q2开通时相位结束。〔t6,t7〕Q1关断,Q2导通,D1关断, D2 开通,Cr和Ls谐振在频率fr1, Lr 电流经Q2回到地。 当Lr电流为零时相位结束。