Avantages et inconvénients des alimentations à résonnance LLC et LCC
Les topologies résonnantes sont, à ce jour, parmi les plus efficaces pour la conception de SMPS.
Le marché nécessitant plus d’efficacité dans les domaines de l’éclairage LED, des parcs de serveurs, de l’automatisation des portes, des chargeurs de batterie, des distributeurs automatiques, etc. est un fait largement connu.
Outre les exigences liées au marketing, de nombreuses normes imposent des objectifs d’efficacité de plus en plus élevés.
Cela a conduit à une grande réévaluation de la topologie résonnante de la LLC (et dans certains cas de la LCC) au cours des dernières années.
Voir une comparaison entre LLC et LCC ici.
Tous les principaux fabricants de composants actifs sur le marché SMPS ont donc développé des contrôleurs permettant la réalisation de convertisseurs à haut rendement avec de faibles émissions EMI, avec une complexité de circuit particulièrement faible.
Avantages
- En ce qui concerne la sortie de 24Vcc, une efficacité typique de l’étage LLC de 95 à 96 % avec une conception à faible coût ; jusqu’à 98 % avec la rectification synchrone ;
- Avec des composants magnétiques correctement conçus, la conception est très rapide et simple ;
- Les formes d’ondes de courant haute fréquence sont quasi-sinusoïdales, avec un contenu harmonique très limité par rapport à d’autres topologies ;
- La commutation à ZVS (Zero Voltage Switching) des MOSFETs permet une réduction spectaculaire des pertes de puissance, de la taille des dissipateurs de chaleur, du stress des composants et des interférences électromagnétiques (EMI), qui sont parmi les problèmes de conception les plus hostiles ;
- Possibilité de faible consommation d’énergie en charge légère/en veille en utilisant les fonctionnalités “mode burst” et “arrêt PFC” implémentées dans de nombreux contrôleurs ;
- Une puissance de crête élevée facilement réalisable même avec des dimensions réduites ; par exemple, notre transformateur avec des dimensions égales à la taille EF25 standard peut facilement atteindre 500-1000Wpk ;
- En conséquence des éléments mentionnés précédemment, les alimentations électriques LLC et LCC ont une taille plus petite et des problèmes thermiques et EMI considérablement réduits, par rapport à d’autres topologies ;
- Pour les applications sensibles à l’injection de courant en mode commun à travers le transformateur (par exemple, l’alimentation isolée des drivers IGBT et SiC), la meilleure capacité primaire/secondaire de sa catégorie est atteinte.
Problèmes cruciaux
- la conception optimale du SMPS doit nécessairement tenir compte également des contraintes liées aux composants magnétiques, sinon elle peut entraîner une réduction considérable de l’efficacité;
- la définition du transformateur intégré optimisé nécessite des compétences spécifiques ;
- la nécessité de 2 MOSFET (demi-pont) par rapport au MOSFET simple dans les convertisseurs flyback ;
- un contrôleur légèrement plus cher par rapport à un convertisseur flyback, mais grâce à des dépenses moindres pour les dissipateurs thermiques, le filtre EMC, le transformateur plus compact, etc., le coût total est faible pour les puissances dépassant 40-50 W.
Si vous souhaitez voir quelques-unes des solutions de circuit les plus simples et les tests comparatifs associés, ouvrez les liens ci-dessous :
Notre expertise
Nous pouvons fournir des transformateurs standard avec des réservoirs résonants déjà correctement conçus, étudier des variantes optimisées de ces réservoirs et collaborer avec le concepteur électronique définissant des réservoirs résonants sur mesure afin de répondre à chaque besoin spécifique.
Nous avons beaucoup investi pour la capacité de fournir un support technique rapide et fiable.
Grâce à l’expérience acquise et au support de logiciels propriétaires développés en interne, nous sommes en mesure de concevoir en tenant compte de l’effet de peau, de l’effet de proximité, etc., ainsi que de toutes les contraintes structurelles.
Ne gaspillez pas vos ressources :
Même un projet d’alimentation bien conçu est souvent largement optimisable lorsqu’il est revu avec nos algorithmes propriétaires.
Ils prennent en compte à la fois les relations entre les différents paramètres, toutes les contraintes structurelles et les pertes dans les éléments de réservoir, notamment magnétiques, permettant, comme cela a été largement démontré, le plus haut niveau d’optimisation.
Notre soutien au concepteur électronique dans les phases initiales permet, en plus d’une réduction drastique du temps de développement, les meilleurs résultats en termes d’efficacité, de températures, de coûts et de dimensions.
Transformateur integré
Cette définition fait référence à un transformateur à inductance de résonnance intégrée obtenu par grossissement contrôlé de l’inductance de fuite (voir notre article technique publié sur différents magazines électroniques industriels européens : anglais, allemand).
Notre série de transformateurs standard couvre les exigences de tension et de puissance les plus courantes.
A ce jour, les convertisseurs qui, pour simplifier la conception, utilisent un inducteur discret en plus du transformateur conventionnel sont encore assez courants, mais ce choix est inefficace sous les aspects économiques, énergétiques et dimensionnels.
À cela s’ajoute le bonus d’une isolation robuste et élevée entre l’entrée et la sortie, l’effet secondaire des enroulements primaire et secondaire étant placé dans des sections séparées de la bobine pour générer une inductance de fuite plus élevée.
Nous pouvons rapidement concevoir et échantillonner des transformateurs intégrés sur mesure optimisés par la conception. Le besoin de réitérations et de rééchantillonnage est pratiquement inexistant.
