專利名稱：Llc諧振變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源電路，特別涉及其中的諧振變換器。背景技術(shù)：
隨著開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，高功率密度和高效率成為發(fā)展趨勢，在這 種情況下，軟開關(guān)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。軟開關(guān)技術(shù)采用的電路 拓?fù)渲饕兄C振型軟開關(guān)拓?fù)浜蚉麗型軟開關(guān)拓?fù)?。近幾年來，隨著半導(dǎo)體 器件制造技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)管的導(dǎo)通電阻、寄生電容和反向恢復(fù)時(shí)間的減 小，為諧振變換器的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。LLC諧振半橋變換器就為其中一種， 它保持上下橋臂開關(guān)管導(dǎo)通占空比不變，通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出電 壓，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)變換。
與其它軟開關(guān)技術(shù)相比，LLC諧振半橋變換器不但具有一次側(cè)開關(guān)管零 電壓開通特性，而且其掉電維持時(shí)間特性比較好，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)二次側(cè)整流 二極管的零電流導(dǎo)通和低耐壓要求，可以減小損耗，提高電源效率。
圖1是不帶同步整流的LLC諧振半橋變換器原理框圖，圖中V^為LLC諧振 半橋變換器的輸入端，為一直流電壓；功率開關(guān)管S1、 S2構(gòu)成半橋電路， 用于驅(qū)動(dòng)后級(jí)的LLC諧振網(wǎng)絡(luò)。LLC諧振網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)諧振電容Cr、串聯(lián)諧振 電感Lr和變壓器Tl的激磁電感Lm構(gòu)成，其中串聯(lián)諧振電感Lr可以是獨(dú)立的 電感，也可以是變壓器T1的漏感。Tl為變壓器，它包括一個(gè)初級(jí)繞組np和兩 個(gè)次級(jí)繞組ns,、 nS2，變壓器T1用于實(shí)現(xiàn)電源變換，同時(shí)將半橋電路、LLC諧 振網(wǎng)絡(luò)和整流電路隔離。整流電路由一對(duì)連接到輸出電容C。的整流二極管D1 和D2構(gòu)成，Dl、 D2的陰極連接到C。的正極，陽極分別連到次級(jí)繞組1151正向同 名端、&2的反向非同名端；r^反向非同名端和ns2的正向同名端連在一起， 同時(shí)和輸出地相連。控制器為變頻控制器，用于變頻驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1、 S2。
LLC諧振網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)諧振頻率f r和f m分別如下LLC諧振半橋變換器的特點(diǎn)是功率開關(guān)管S1、 S2交錯(cuò)導(dǎo)通，工作于恒
定占空比(占空比略小于50%)，控制器通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)工作頻率來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸 出穩(wěn)壓。通常為提高效率，LLC諧振半橋變換器通過選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)和頻率 控制實(shí)現(xiàn)一次側(cè)半橋電路功率開關(guān)管S1、 S2零電壓開關(guān)，同時(shí)使二次側(cè)整 流二極管D1、 D2實(shí)現(xiàn)零電流開關(guān)。
要實(shí)現(xiàn)上述目的，控制器可工作于以下三個(gè)頻率段
(1) fsw二t
(2) fSff>fr
(3) fr〉fsw>f (部分區(qū)域)
圖2、圖3、圖4分別是f^二fr、 fr〉fOT〉fm、 f^〉fr時(shí)的LLC諧振半橋變換
器波形。圖中Vg—S1、 V^分別為半橋電路功率開關(guān)管S1、 S2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)(占空比略小于50%)，中間有一個(gè)很短的死區(qū)時(shí)間。VAB 為LLC諧振電路的輸入電壓，L為串聯(lián)諧振電感Lr的電流波形(實(shí)線部分)， iu為變壓器激磁電感Lm的電流波形(虛線部分)，iw為二次側(cè)整流二極管 Dl的電流波形(實(shí)線部分)，i。2為二次側(cè)整流二極管D2的電流波形(虛線 部分)。
下面以&〉:^>:^為例，說明一下LLC諧振半橋變換器的工作過程。如圖 3波形所示，t0 t4為一個(gè)完整的工作周期在tO tl期間，半橋電路功率 開關(guān)管S1、 S2關(guān)斷，串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr構(gòu)成諧振電路，使 Sl實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)；在tl t2期間，半橋電路功率開關(guān)管S1導(dǎo)通，其中在 t2前有一小段時(shí)間，串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr和變壓器激磁電感 Lm構(gòu)成諧振電路，此刻二次側(cè)整流二極管D1的電流到零；在t2 t3期間， 半橋電路功率開關(guān)管S1、 S2關(guān)斷，串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr構(gòu)成 諧振電路，使S2實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)；在t3 t4期間，半橋電路功率開關(guān)管S2 導(dǎo)通，其中在t4前有一小段時(shí)間，串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr和變 壓器激磁電感Lm構(gòu)成諧振電路，此刻二次側(cè)整流二極管D2的電流到零。
為實(shí)現(xiàn)最高的效率，通?？刂芁LC諧振半橋變換器在標(biāo)稱輸入電壓、滿 載條件下工作頻率略大于fV頻點(diǎn)，這樣在負(fù)載動(dòng)態(tài)變化或電壓短時(shí)中斷時(shí)進(jìn) 入fr〉fsw〉L工作區(qū)域。雖然LLC諧振半橋變換器能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)變換，提高效率，但對(duì)于大電流 輸出場合，二次側(cè)的整流二極管的導(dǎo)通損耗很大。為此，經(jīng)過諸多探索，
業(yè)界提出了幾種LLC諧振半橋變換器的同步整流方案。
現(xiàn)有技術(shù)中的一種基于一次側(cè)控制器控制的帶同步整流LLC諧振半橋變 換器方案，如圖5所示。其實(shí)現(xiàn)方法是，通過控制器得到與半橋電路功率開 關(guān)管S1、 S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg一Sl、 Vg一S2同步的信號(hào)，再經(jīng)變壓器或光藕耦合到 二次側(cè)，得到次級(jí)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg—Ql、 Vg一Q2。 在f^fsw〈fr時(shí)，Vg—Ql、 Vg—Q2為脈寬小于Vg—Sl、 Vg—S2脈寬的恒定脈寬信 號(hào)(脈沖寬度由Lr、 Cr諧構(gòu)成的振網(wǎng)絡(luò)振蕩周期決定)；在fsw^fr時(shí)，Vg—Ql、 Vg—Q2脈寬與Vg—Sl、 Vg—S2脈寬相等。
現(xiàn)有技術(shù)中，還有一種基于二次側(cè)控制器控制的帶同步整流LLC諧振 半橋變換器方案，如圖6所示。其實(shí)現(xiàn)方法是，控制器開關(guān)管S1、 S2的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)Vg—Sl、 Vg—S2與二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg—Ql、 Vg—Q2同步，開通時(shí)先使一次側(cè)開關(guān)管Sl導(dǎo)通，經(jīng)過固定延時(shí)1后使二次 側(cè)開關(guān)管Q1導(dǎo)通；關(guān)斷時(shí)則先使二次側(cè)開關(guān)管Q1關(guān)斷，再經(jīng)過固定延時(shí) 2后關(guān)斷一次側(cè)開關(guān)管S1。開關(guān)管S2、 Q2的開通和關(guān)斷時(shí)序類似。
圖7是現(xiàn)有技術(shù)的不帶同步整流的三電平LLC諧振全橋變換器原理框 圖，功率開關(guān)管S1 S8、 二極管D1 D4、電容C1 C4構(gòu)成全橋電路，用于 驅(qū)動(dòng)后級(jí)的LLC諧振網(wǎng)絡(luò)?？刂破鳛樽冾l控制器，用于變頻驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管 S1 S8。
下面結(jié)合圖2、 3、 4、 5、 6，說明目前帶同步整流的LLC諧振半橋變
換器存在的一些不足。
上述基于一次側(cè)控制器控制的帶同步整流LLC諧振半橋變換器方案，可 以較好的實(shí)現(xiàn)LLC諧振半橋變換器的二次側(cè)同步整流，但該方案存在以下不 足
(1) 二次側(cè)同步整流開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg—Ql、 Vg—Q2同步于一次側(cè)開關(guān)管 驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vg—Sl、 Vg_S2，使得在t0 tl、 t2 t3期間，二次側(cè)同步整流開 關(guān)管Q1、 Q2的體內(nèi)二極管導(dǎo)通，損耗增大。
(2) 從一次側(cè)取信號(hào)同步控制二次側(cè)整流開關(guān)管，不能保證在輕載、空 載或動(dòng)態(tài)負(fù)載下可靠運(yùn)行，這樣可能造成短時(shí)間輸出電壓反灌，增大損耗， 在極端情況下甚至造成電路燒毀。上述基于二次側(cè)控制器控制的帶同步整流LLC諧振半橋變換器方案，與 前一個(gè)方案相比，可以完全克服前一個(gè)方案的第(2)條不足，提高變換器工 作的可靠性，但是該控制方案不僅在tO tl、 t2 t3期間，二次側(cè)同步整 流開關(guān)管Q1、 Q2的體內(nèi)二極管導(dǎo)通，而且在tl t2、 t3 t4期間，分別有 兩小段時(shí)間(固定延時(shí)1和固定延時(shí)2) 二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的體 內(nèi)二極管也導(dǎo)通。相對(duì)前一種方案，二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的體內(nèi) 二極管導(dǎo)通時(shí)間更長，損耗更大。對(duì)于大電流輸出，采用該同步整流方案 對(duì)效率改善有限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種變換效率
與可靠性更高的LLC諧振變換器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種LLC諧振變換器，包括一次側(cè)橋式電 路、LLC諧振電路、 一次側(cè)控制器、電源變換電路、同步整流電路、二次側(cè) 控制器和電流檢測電路；所述一次側(cè)橋式電路、LLC諧振電路、電源變換電 路、同步整流電路依次連接；所述一次側(cè)控制器控制端連接所述一次側(cè)橋 式電路，用于控制其工作頻率；所述電流檢測電路串接于所述同步整流電 路的回路中，其檢測信號(hào)輸出端連接所述二次側(cè)控制器的輸入端；所述二 次側(cè)控制器的控制信號(hào)輸出端連接所述同步整流電路；所述二次側(cè)控制器 通過對(duì)所述電源變換電路輸出電流的過零監(jiān)測，控制所述同步整流電路的 通斷，使所述同步整流電路在電流大于零時(shí)導(dǎo)通，其余時(shí)間關(guān)斷。
上述的LLC諧振變換器，所述電源變換電路包括變壓器，其輸入端與所 述諧振電路相接，輸出端與所述同步整流電路相接。
上述的LLC諧振變換器，所述同步整流電路包括同步整流開關(guān)管，所述 同步整流開關(guān)管為MOS管；所述二次側(cè)控制器連接所述同步整流開關(guān)管的控 制端，控制所述同步開關(guān)管在電流大于零時(shí)開通，其余時(shí)間關(guān)斷。
上述的LLC諧振變換器，所述電流檢測電路包括第一電流檢測單元、第 二電流檢測單元，分別連接于所述變壓器的兩個(gè)二次側(cè)繞組，且分別具有 一檢測信號(hào)輸出端連接所述二次側(cè)控制器；所述第一電流檢測單元、第二 電流檢測單元用于檢測所述變壓器的兩個(gè)二次側(cè)繞組的電流，并由所述二 次側(cè)控制器讀取該檢測到的電流信號(hào)。所述第一電流檢測單元采用電流互 感器電流采樣、回路串接電阻電流采樣、直接檢測同步整流開關(guān)管的電壓進(jìn)行電流采樣中的其中之一種采樣方式。所述第二電流檢測單元采用電流 互感器電流采樣、回路串接電阻電流采樣、直接檢測同步整流開關(guān)管的電 壓進(jìn)行電流采樣中的其中之一種采樣方式。
上述的LLC諧振變換器，所述一次側(cè)橋式電路為全橋電路或半橋電路。
所述一次側(cè)控制器連接所述全橋電路或半橋電路的功率開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)該
功率開關(guān)管的零電壓開通控制和輸出電壓調(diào)整控制。所述LLC諧振電路的諧 振電感可為獨(dú)立的外置電感，或?yàn)樗鲎儔浩鞯穆└小?br> 本發(fā)明采用在一次側(cè)和二次側(cè)各設(shè)有控制器， 一次側(cè)控制器完成對(duì)半 橋電路功率開關(guān)管的通斷和變頻控制，實(shí)現(xiàn)一次側(cè)橋式電路零電壓開通和 輸出電壓調(diào)整；二次側(cè)控制器通過對(duì)二次側(cè)繞組電流的過零檢測來控制二 次側(cè)同步整流電路的通斷，使得二次側(cè)同步整流電路在整個(gè)正弦半波電流 期間導(dǎo)通，其余時(shí)間關(guān)斷；這樣可以避免其余時(shí)間同步整流電路導(dǎo)通和輸 出電壓的短時(shí)反灌，大大減少次級(jí)的導(dǎo)通損耗，提高變換器的效率和可靠 性。
本發(fā)明采用對(duì)電源變換電路輸出電流采樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)同步整流電路的整 流開關(guān)管的電流過零控制，使得流過整流開關(guān)管的電流為完整的半正弦波， 避免了其體內(nèi)二極管的導(dǎo)通，提高了變換器的效率；通過對(duì)同步整流電路 同步整流開關(guān)管的電流過零控制，可以有效地防止同步整流開關(guān)管直通或 輸出電壓反灌，提高可靠性。

圖1是不帶同步整流的LLC諧振半橋變換器原理框圖2是LLC諧振變換器開關(guān)頻率/w:/;時(shí)的波形；
圖3是LLC諧振變換器開關(guān)頻率/;〉A(chǔ), 〉A(chǔ)時(shí)的波形；
圖4是LLC諧振變換器開關(guān)頻率〉《時(shí)的波形；
圖5是已有的帶同步整流的LLC諧振半橋變換器原理框圖6是已有的帶同步整流的LLC諧振半橋變換器原理框圖7是已有的不帶同步整流的三電平LLC諧振全橋變換器原理框圖8是本發(fā)明實(shí)施例一的LLC諧振半橋變換器原理框圖9是本發(fā)明實(shí)施例一的LLC諧振半橋變換器在/;,〉/;時(shí)的工作波
形；
圖10是本發(fā)明實(shí)施例二的LLC諧振全橋變換器原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 實(shí)施例一
如圖8所示，本例提出的是一種帶同步整流的LLC諧振半橋變換器。
LLC諧振半橋變換器的輸入，為一直流電壓VJOl。
一次側(cè)橋式電路102采用半橋電路，包括功率開關(guān)管S1、 S2，用于驅(qū)動(dòng) 后級(jí)LLC諧振電路。
LLC諧振電路103，包括串聯(lián)諧振電容Cr、串聯(lián)諧振電感Lr和變壓器Tl 的激磁電感Lm，其中串聯(lián)諧振電感Lr可以是獨(dú)立的電感，也可以是變壓器 Tl的漏感。
一次側(cè)控制器104，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制半橋電路功率開關(guān)管S1、 S2的開通或關(guān)斷。該控制器使功率開關(guān)管S1、 S2交錯(cuò)導(dǎo)通，工作于恒定占 空比(占空比略小于50%，中間有一個(gè)死區(qū)時(shí)間)，同時(shí)該控制器通過調(diào)整 開關(guān)管S1、 S2控制信號(hào)的頻率，實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管管S1、 S2的零電壓開關(guān)和 輸出穩(wěn)壓。
電源轉(zhuǎn)換電路105采用隔離變壓器T1，包括一個(gè)初級(jí)繞組np和兩個(gè)次級(jí) 繞組ns,、 nS2，變壓器T1用于實(shí)現(xiàn)電源變換，同時(shí)將半橋電路、LLC諧振網(wǎng)絡(luò) 和整流電路隔離。
同步整流電路106，包括同步整流開關(guān)管Q1和Q2。 Ql、 Q2為低導(dǎo)通電阻 MOS管，分別用于實(shí)現(xiàn)對(duì)次級(jí)繞組r^、 ns2電壓的整流，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)由二次側(cè) 控制器108產(chǎn)生。
輸出濾波電路107包括電容C，用于對(duì)經(jīng)同步整流開關(guān)管Q1和Q2整流后 的電壓進(jìn)行濾波，使在輸出端得到恒穩(wěn)直流輸出。
二次側(cè)控制器108，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的開通或關(guān)斷。該控制器根據(jù)電流檢測電路109檢測到的電流信號(hào)，在流 過同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的電流過零時(shí)控制Q1、 Q2開通或關(guān)斷，使得流過 Ql、 Q2的電流為完整的半正弦波，避免了同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的體內(nèi)二 極管的導(dǎo)通。
電流檢測電路109，包括第一電流檢測電路和第二電流檢測電路，這兩 個(gè)電流檢測電路分別用于檢測流過變壓器兩個(gè)二次側(cè)繞組~、 ns2的電流， 將檢測到的電流信號(hào)送到二次側(cè)控制器108。第一電流檢測電路、第二電流檢測電路可以為電流互感器電流采樣、回路中串小電阻電流采樣或者直接
檢測同步整流開關(guān)管Q1、 Q2的電壓進(jìn)行電流采樣。
下面以fsw〉fV為例，說明本發(fā)明方案中提出的帶同步整流的LLC諧振半 橋變換器的工作過程。圖9所示為本發(fā)明方案中提出的帶同步整流的LLC諧
振半橋變換器在fsw〉t時(shí)的工作波形。
t0 t7為一個(gè)完整的工作周期
在U t2期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路的功率開關(guān)管S1導(dǎo)通、 S2關(guān)斷，此時(shí)諧振電路包括串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr;但變壓器 Tl的激磁電感Lm未參與諧振。電流檢測電路檢測到變壓器二次側(cè)繞組~的 電流大于零，二次側(cè)控制器108根據(jù)電流采樣信號(hào)開通同步整流開關(guān)管Q1， 關(guān)斷同步整流開關(guān)管Q2。
在t2 t3期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路的功率開關(guān)管S1、 S2關(guān) 斷，串聯(lián)諧振電感Lr上電流迅速下降至等于變壓器T1激磁電感Lm上的電流， 此時(shí)同步整流開關(guān)管Q1上電流迅速下降至零；在t3時(shí)刻，電流檢測電路檢 測到變壓器二次側(cè)繞組r^的電流等于零，二次側(cè)控制器108根據(jù)采樣到的電
流信號(hào)關(guān)斷同步整流開關(guān)管Q1。
在t3 t4期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路的功率開關(guān)管S1、 S2關(guān) 斷，此時(shí)諧振電路包括串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管S2 的零電壓開關(guān)；電流檢測電路檢測到變壓器二次側(cè)繞組ns2的電流大于零， 二次側(cè)控制器108根據(jù)采樣到的電流信號(hào)開通同步整流開關(guān)管Q2。
在t4 t5期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路功率開關(guān)管S2導(dǎo)通、Sl 關(guān)斷，此時(shí)諧振電路包括串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr。 二次側(cè)控制 器108根據(jù)采樣到的電流信號(hào)開通同步整流開關(guān)管Q2，關(guān)斷同步整流開關(guān)管 Ql。
在t5 t6期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路的功率開關(guān)管S1、 S2關(guān) 斷，串聯(lián)諧振電感Lr上電流迅速下降至等于變壓器T 1激磁電感Lm上的電流， 此時(shí)同步整流開關(guān)管Q2上電流迅速下降至零；在t6時(shí)刻，電流檢測電路檢 測到變壓器二次側(cè)繞組ns2的電流等于零，控制器2根據(jù)采樣到的電流信號(hào)關(guān) 斷同步整流開關(guān)管Q2。'
在t6 t7期間， 一次側(cè)控制器控制使半橋電路功率開關(guān)管S1、 S2關(guān)斷， 此時(shí)諧振電路包括串聯(lián)諧振電感Lr、串聯(lián)諧振電容Cr，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管S1的零電壓開關(guān)；電流檢測電路檢測到變壓器二次側(cè)繞組r^的電流大于零，二次 側(cè)控制器根據(jù)采樣到的電流信號(hào)開通同步整流開關(guān)管Q1 。
通過上述控制，本發(fā)明提出帶同步整流的LLC諧振半橋變換器，通過一 次側(cè)控制器和二次側(cè)控制器兩個(gè)控制器分別對(duì)一次側(cè)開關(guān)管S1、 S2和二次 側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2進(jìn)行控制。 一次側(cè)控制器完成對(duì)半橋電路的功率 開關(guān)管S1、 S2的通斷和變頻控制，實(shí)現(xiàn)一次側(cè)功率開關(guān)管S1、 S2的零電壓 開通和輸出電壓調(diào)整；二次側(cè)控制器通過對(duì)二次側(cè)繞組電流的過零檢測來 控制二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2，使得二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2在 電流大于零時(shí)開通，其余時(shí)間關(guān)斷。通過精確的電流檢測，使得LLC諧振半 橋變換器的二次側(cè)整流電路的損耗降至最低，同時(shí)可以有效的防止兩個(gè)二 次側(cè)同步整流開關(guān)管直通或輸出電壓反灌，大大提高了LLC諧振半橋變換器 的效率和可靠性。
實(shí)施例二
請(qǐng)參考圖10所示，為本例的帶同步整流的LLC諧振全橋變換器原理框 圖。在現(xiàn)有技術(shù)的不帶同步整流的LLC諧振全橋變換器的基礎(chǔ)上，增加二次 側(cè)控制器，對(duì)二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2進(jìn)行控制。二次側(cè)控制器通過 對(duì)二次側(cè)繞組電流的過零檢測來控制二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2，使得 二次側(cè)同步整流開關(guān)管Q1、 Q2在電流大于零時(shí)開通，其余時(shí)間關(guān)斷。通過 精確的電流檢測，使得LLC諧振全橋變換器的二次側(cè)整流電路的損耗降至最 低，同時(shí)可以有效的防止兩個(gè)二次側(cè)同步整流開關(guān)管直通或輸出電壓反灌， 大大提高了LLC諧振全橋變換器的效率和可靠性。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種LLC諧振變換器，其特征是包括一次側(cè)橋式電路、LLC諧振電路、一次側(cè)控制器、電源變換電路、同步整流電路、二次側(cè)控制器和電流檢測電路；所述一次側(cè)橋式電路、LLC諧振電路、電源變換電路、同步整流電路依次連接；所述一次側(cè)控制器控制端連接所述一次側(cè)橋式電路，用于控制其工作頻率；所述電流檢測電路串接于所述同步整流電路的回路中，其檢測信號(hào)輸出端連接所述二次側(cè)控制器的輸入端；所述二次側(cè)控制器的控制信號(hào)輸出端連接所述同步整流電路；所述二次側(cè)控制器通過對(duì)所述電源變換電路輸出電流的過零監(jiān)測，控制所述同步整流電路的通斷，使所述同步整流電路在電流大于零時(shí)導(dǎo)通，其余時(shí)間關(guān)斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述電源變換 電路包括變壓器，其輸入端與所述諧振電路相接，輸出端與所述同步整流 電路相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述同步整流 電路包括同步整流開關(guān)管，所述同步整流開關(guān)管為MOS管；所述二次側(cè)控制 器連接所述同步整流開關(guān)管的控制端，控制所述同步開關(guān)管在電流大于零 時(shí)開通，其余時(shí)間關(guān)斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述電流檢測電路包括第一電流檢測單元、第二電流檢測單元，分別連接于所述變 壓器的兩個(gè)二次側(cè)繞組，且分別具有一檢測信號(hào)輸出端連接所述二次側(cè)控 制器；所述第一電流檢測單元、第二電流檢測單元用于檢測所述變壓器的 兩個(gè)二次側(cè)繞組的電流，并由所述二次側(cè)控制器讀取該檢測到的電流信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求卜3中任一項(xiàng)所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述一次側(cè)橋式電路為全橋電路或半橋電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述LLC諧 振電路的諧振電感為獨(dú)立的外置電感，或?yàn)樗鲎儔浩鞯穆└小?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LLC諧振變換器，其特征在于 所述第一電流檢測單元采用電流互感器電流采樣、回路串接電阻電流采樣、直接檢測同步整流開關(guān)管的電壓進(jìn)行電流采樣中的其中之一種采樣 方式；所述第二電流檢測單元采用電流互感器電流采樣、回路串接電阻電流采樣、直接檢測同步整流開關(guān)管的電壓進(jìn)行電流采樣中的其中之一種采 樣方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LLC諧振變換器，其特征在于所述一次側(cè)控制器連接所述全橋電路或半橋電路的功率開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)該功率開關(guān)管的 零電壓開通控制和輸出電壓調(diào)整控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LLC諧振變換器，包括一次側(cè)橋式電路、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)、一次側(cè)控制器、電源變換電路、同步整流電路、二次側(cè)控制器和電流檢測電路；電流檢測電路串接于所述同步整流電路的回路中，其檢測信號(hào)輸出端連接二次側(cè)控制器的輸入端，二次側(cè)控制器的控制信號(hào)輸出端連接同步整流電路；二次側(cè)控制器通過對(duì)電源變換電路輸出電流的過零檢測，控制同步整流電路的通斷，使同步整流電路在電流大于零時(shí)導(dǎo)通，其余時(shí)間關(guān)斷。避免了一次側(cè)橋式電路的開關(guān)管和同步整流電路的開關(guān)管導(dǎo)通存在耦合延時(shí)；提高了變換器的效率和可靠性。
文檔編號(hào)H02M3/24GK101471606SQ200710305059
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者周小軍, 偉 李, 練榮輝 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司