[發(fā)明專利]一種新型的諧振電源過流保護電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110008051.5
• 申請日: 2011-01-15
• 公開（公告）號: CN102035363A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王星光
• 申請（專利權(quán)）人: 福建捷聯(lián)電子有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M3/338
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的諧振電源過流保護電路。?

背景技術(shù)

目前在LCD?TV電源的直流-直流變換器中，LLC的諧振電源應(yīng)用廣泛，LLC拓撲結(jié)構(gòu)的諧振電源具有很多優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）從零到滿負載都可以保證初級開關(guān)切換管工作在零電壓開通狀態(tài)，次級整流管工作在零電流開通狀態(tài)；（3）高效率；（4）次級整流管的電壓應(yīng)力較低，為輸出電壓的兩倍。但是也有一個問題，就是過電流保護不易設(shè)計，在過負載及輸出短路的條件下，初級開關(guān)管及次級整流管都受到較大的電流應(yīng)力。

目前各IC廠家采取的過電流保護策略都是在檢測到過電流或過載后，將電源的工作頻率上升，遠離諧振頻率點，使變換器工作在其電壓增益值較低的位置，以達到限制負載電流的目的。

由于LLC諧振變換器具有兩個諧振頻率，并聯(lián)諧振點和串聯(lián)諧振點。并聯(lián)諧振頻率點是負載呈容性和感性的分界點；串聯(lián)諧振頻率點處，效率最高。正常工作時，為了保證開關(guān)管工作在零電壓開通狀態(tài)，工作頻率高于并聯(lián)諧振點，一般設(shè)定在串聯(lián)諧振頻率點附近，而當(dāng)工作頻率高于串聯(lián)諧振頻率點以后，其變換器輸出對輸入的電壓增益曲線較為平坦，變化緩慢。當(dāng)負載過電流時，要達到限制電流的目的，需要將工作頻率調(diào)整到很高的頻率處；在短路狀態(tài)下，有時將工作頻率調(diào)到2~3倍的正常工作頻率才能將電流限制在一個相對還可以接受的范圍內(nèi)。這種過電流保護機制存在著以下缺點：（1）保護電路工作時，工作頻率變化太大，且在短路時要求頻率變化足夠快才能達到目的，否則各開關(guān)器件將受到較大的電流應(yīng)力，可能引起失效。（2）當(dāng)短路時，各開關(guān)器件的電流最大，而此時保護電路又使工作頻率上升，所以初級開關(guān)管的關(guān)斷損耗急劇上升，致致使開關(guān)器件的瞬間熱應(yīng)力急劇增大。（3）過流保護動作時，頻率增加到正常工作頻率的2~3倍，電流過載且要正常工作，所以變壓器的體積會較大。

具體的如圖1所示，圖1是傳統(tǒng)LLC變換器電壓增益曲線圖，圖中有兩個諧振頻率：

?；(其中：Cr：LLC諧振變換器的諧振電容；Lm：諧振變壓器的勵磁電感；Lr：諧振變壓器的漏感；f00：LLC并聯(lián)諧振頻率點；f01：LLC串聯(lián)諧振頻率點)從圖中可以看出，在頻率高于串聯(lián)諧振頻率點f01之后，其電壓增益變化緩慢。而在過載或短路條件下，為了對過電流進行保護，必需將電源工作頻率往上升，使變換器的增益下降，達到過電流保護的目的。從該圖示我們可以看出，在一定的負載下，要達到比較低的電壓增益，需要將工作頻率調(diào)整到很高的值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的諧振電源過流保護電路，有效提高諧振電源過電流保護的能力，降低諧振電源的功率器件在過流及短路時的瞬間電流應(yīng)力。

本發(fā)明的新型的諧振電源過流保護電路，包括諧振電源的LLC諧振變壓器和LLC諧振電容，其特征在于：在所述LLC諧振變壓器和LLC諧振電容之間串接一LC陷波器。

上述的陷波器的陷波頻點設(shè)定在所述諧振電源的LLC諧振變換器工作頻率的兩倍處。

上述串接的LC陷波器還附帶一串聯(lián)諧振頻率點，該頻率點設(shè)定在三倍的諧振電源的LLC諧振變換器工作頻率的三倍處。

本發(fā)明一實施例中，還進一步包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、LLC諧振變換器以及反饋電路；所述第一開關(guān)管的源極和第二開關(guān)管的漏極與所述LLC諧振變壓器的初級第一端連接；所述第一開關(guān)管的漏極接母線電壓，所述的第二開關(guān)管的源極接地；所述的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的柵極分別與LLC諧振變換器的控制器的上橋臂驅(qū)動端和下橋臂驅(qū)動端連接；所述的反饋電路與所述控制器連接，用于反饋LLC諧振變壓器輸出端電壓。

本發(fā)明在傳統(tǒng)的LLC諧振回路中增加一個陷波器，將陷波器的陷波頻點設(shè)置在兩倍的工作頻率處，當(dāng)過載或短路時，變換器的工作頻率只要從正常工作頻率到兩倍的正常工作頻率之間變化，其電壓增益就可以從1變化到0。所以只要變化相對小的多的頻率，就可以達到過電流保護的目的。從而達到快速有效的過載，短路保護的目的。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)LLC變換器電壓增益曲線圖；本圖例中增益函數(shù)為：Gain(f,r)，各函數(shù)用不同的線條區(qū)分，是將變壓器二次側(cè)輸出等效到初級后對輸入的增益函數(shù)。其中f為相應(yīng)的工作頻率，即圖示中的X軸；r是負載電阻，單位是歐姆。圖示中畫出負載電阻分別為0.1歐姆、0.5歐姆、1歐姆、2歐姆、3歐姆、5歐姆時的增益曲線。

圖2是本發(fā)明的電路連接示意圖。