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一次侧 MOSFET 选型

耐压值的选取:假设PFC输出电压OVP值为430V，那么应该选取500V以上的MOSFET，常用500V、600V和650V的MOSFET

电流的选型:计算出流过LLC的电流有效值，参考规格书100℃情况下MOS-FET的持续电流，留取一定余量，主要考察发热和能否工作在ZVS的情况。可按以下公式求出电流值。

体二极管反向恢复时间:由于ZVS范围非常窄，续流电流消耗很高的循环能量，而环流这一过程发生在 LLC 工作状态中，总会在某个时刻产生，参见前面3.5章节在 LLC中的一个潜在失效模式与体二极管反向恢复特性较差引起的直通电流相关。即使功率 MOSFET的电压和电流处于安全工作区域，反向恢复 dv/dt 和击穿 dv/dt也会在如启动、过载和输出短路的情况下发生。所以理论上体二极管的恢复时间越短，其损耗越小，也更不容易导致直通现象。目前有些厂家已经针对此特性，生产了更适合

LLC 使用的 MOSFET。等效输出电容:借助功率MOSFET的等效输出电容和变压器的漏感可以使所有的开关工作在 ZVS 状态下，无须额外附加辅助开关。所以 MOSFET 的等效电容变得极为重要。等效电容C是受 MOSFET的技术水平决定的，同时C又和 MOSFET的功率性参数极为相关，具体如图所示。

MOSFET 输出电容对系统的影响:

对于某一种MOSFET技术平台(常说的平面MOSFET，超结MOSFET等)R..*Q或 R.*C 基本为固定值。如果 MOSFET的 R..越小,◎ 和C 将会越大。所以我们需要找一个适合的，而不是一个完美的 MOSFET。

但是C。。又不是一个固定的参数，它与实际Vs电压水平息息相关，在工程化上可以通过数值模拟计算、仿真模式计算，以及实测来得到某一种 MOSFET的实际Ce。施加的电压和等效电容之间的关系如图3-69所示。陈桥梁博士在 2015 年的电源技术交流会议上，分析了LLC谐振电路应用中MOSFET如何选择，有兴趣的读者可以进一步阅读。

施加的电压和等效电容之间的关系:

综上可知，LLC中MOSFET的物料替代变得异常复杂，从器件规格书中我们根本不能看出有效信息，故对于LLC 中的 MOSFET物料代替，是一个系统工程，许多公司仅仅是简单对比温升和EMI就以为万事大吉，这也是经常在论坛等地方，工程师们会问到的问题，所以在这里笔者提醒大家.

不要轻易对 LLC 电路中的 MOSFET型号甚至厂商进行直接代替，现实中我们很大程度上迫于成本压力或是物料交期，将A家换成B家，然后受制于工艺水平，不同厂家参差不齐，不做系统级的测试，在极少的时间内进行物料替换是具有很大风险的，在本书的最后一章我们会涉及一部分关于量产后物料替换管理的一些经验和方法，有助于读者进一步理解这点。

自举二极管:主要是电压应力和反向恢复时间，耐压选择跟LLC的MOSFET耐压相同即可，恢复时间上可以选择超快恢复二极管。

输出整流二极管或是 MOSFET 的选型

耐压:选择为输出电压的2倍，再留少许余量(一般为90%)即可。电流:计算次级的有效值，查对应的规格书，在二极管温度在100℃的情况下选取，再适当留点余量(一般为85%~90%)。

需要注意的是采用同步整流时，MOSFET的损耗一般由驱动损耗、导通损耗、输出电容损耗几部分组成，所以在选择MOSFET的时候需要平衡各个参考，如 R.、C等这样才能在不同负载电流下均能实现较好的效率，如图所示.

同步整流 MOSFET 的损耗分配关系:

谐振电容选择

因为是高频大电流通过谐振腔，所以谐振电容必须有低的损耗因子(DF)。电解电容或者 X5R、X7R等在电流流过的时候有较大损耗因子，故而不适合用于谐振电路中。而 NPO电容很合适，因为它们的DF极小，但是由于容量和电压所限，也没有大量用于谐振电路。所以LLC谐振电路中通常选择双面金属化聚丙烯膜

电容器 MMKP82。但此电容由于应用在高频场合，其电压降额需要加以考虑。如图3-71所示是一个简单的规格为12nF/600V的电压降额曲线，如果频率增加到100kHz后，就只能承受300V的电压了，所以在选择谐振电容的时候需要特别注意，这也是大多数应用中谐振频率不太高的原因之一。

MMKP82 电压降额曲线:

谐振电感:分立和集成

半桥 LLC 中包含2个电感(励磁电感，以及串联的谐振电感)。根据谐振电感位置的不同，谐振回路也包括两种不同的配置，一种为分立解决方案;另一种为集成解

决方案。这两种解决方案各有其优缺点，分述如下。对于分立解决方案而言，谐振电感置于变压器外面。这使得设计灵活性也就更高，设计人员可以灵活配置励磁电感和谐振电感，此外，EMI辐射也更低。不过，这种解决方案的缺点在于需要两个独立的器件。

在另一种集成的解决方案中，变压器的漏电感被用作谐振电感。这种解决方案只需单个磁性元件，通常是双槽形式的变压器结构，成本更低，而且会使得开关电源的尺寸更小。由于所有的绕组共绕在一个磁心上，变压器磁心温度会变高。但实际上参数(谐振电感、漏感)取决于变压器的工艺，绕线难度增加，一致性也不好。同时如果需要大比例范围的谐振电感和励磁电感比的话，这种双槽结构需要更大的变压器来实现更大的漏感值，从而增加了绕线和铜损，这样一来体积相对来说并不见得真的会减小。目前在中小型功率下，这两种电感各占有一席之地。如图所示为谐振储能元件的两种不同配置。

谐振储能元件的两种不同配置:

总结：

根据不同电源选型与特点

1. 功率需求：根据设备或系统的总功率需求，并预留至少20%的功率余量，以防未来升级。

2. 效率：选择效率高的电源，如白金效率级别的电源转换效率可达92%以上，有利于节能减排。

3. 物理尺寸和附加功能：考虑电源的物理尺寸是否适合安装空间，以及是否需要智能逆变、快充等特色功能。

特点：

• 电源是计算机组装与升级的核心部件，为设备提供稳定、高效的电力支持。

电容选型与特点

选型：

1. 电容值：根据电路需求选择合适的电容值。

2. 电压：选择能承受电路工作电压的电容。

3. 类型：陶瓷电容器（MLCC）因其高可靠性、低ESR和宽的温度范围而受欢迎。

特点：

• 陶瓷电容器（MLCC）具有多层电极，结构紧凑，电容相对较高。

• 陶瓷电容在高温下烧结，具有较高的稳定性。

• 陶瓷电容不会起火或爆炸，具有较高的安全性。

电感选型与特点

选型：

1. 电感值：根据电路需求选择合适的电感值。

2. 电流：选择能承受电路工作电流的电感。

3. 类型：根据应用需求选择固定电感或可调电感。

特点：

• 电感器在电路中具有“通直流、阻交流”的作用。

• 电感器依据电磁感应原理，由导线绕制而成。

• 电感器分类广泛，包括固定电感、可调电感以及变压器等。

二极管选型与特点

选型：

1. 类型：根据应用需求选择硅二极管或锗二极管。

2. 反向恢复时间：考虑二极管的反向恢复时间，以匹配电路需求。

3. 最大功率：选择能承受最大工作功率的二极管。

特点：

• 硅二极管在高温下具有较好的稳定性。

• 二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压等电路。

MOSFET（Mos）选型与特点

选型：

1. N-MOS或P-MOS：根据应用需求选择N-MOS或P-MOS。N-MOS性价比高，P-MOS适用于高压侧开关。

2. 封装类型：选择适合生产效率和散热需求的封装类型，如SMT器件。

3. 温升和热设计：确保MOSFET的温升和系统效率满足要求。

特点：

• MOSFET是电压控制型器件，具有输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快等优点。

• N-MOS和P-MOS具有不同的应用场景和性能特点。

• MOSFET的封装类型和散热设计对其性能有重要影响。