[發明專利]數字化 LLC同步整流諧振變換器控制裝置和方法

無效

• 申請號: 201110332776.X
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102355147A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 廖文;高艷霞;楊鄭浩;劉攀
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明屬于通信電源及LED照明領域，特別涉及一種數字化LLC同步整流諧振變換器控制裝置和方法。

?

背景技術

?與傳統DCDC拓撲相比，LLC諧振變換器原邊MOS管能夠在較寬的頻率范圍內實現零電壓開通，并能跟隨原邊輸入電壓的升高而提升自身的效率，更適合工作于功率因數校正電路的后端。故LLC諧振變換器逐步代替傳統DCDC拓撲應用于大功率場合中。

傳統的LLC同步整流諧振變換器通過諧振電感、諧振電容和變壓器產生諧振以實現軟開關。

LLC同步整流諧振變換器工作狀態可分為兩個區域：當電路工作在輕載或者空載時，諧振變換器運行在工作區域一；當電路工作于額定負載或重載時，諧振變換器運行于工作區域二。

當時電路運行于重載負載時，副邊快恢復二極管零電流開通，進一步提升LLC變換器的效率。若副邊輸出電流過大，由快恢復二極管引起的導通損耗將降低電路的效率，通常使用同步整流管代替快恢復二極管。現有的控制方法有：

1.?檢測副邊同步整流管源漏極的電壓，當該電壓下降至一定數值時，開通同步整流管，使電流由同步整流管的寄生體二極管轉由同步整流管流過。由于MOS管源漏極電壓信號與電流信號不同步，當MOS管導通時，電流已過零一段時間，副邊MOS管將不能零電流開通，同時檢測電路也增加了成本和體積。

2.?使用電流互感器檢測流經副邊同步整流管寄生體二極管的電流，當檢測到有電流通過時開通同步整流管。但電流互感器具有寄生電感，易將電流信號延遲，易使開通信號延遲，同時電流互感器增加了成本和體積，容易受干擾，故較少采用。

當LLC同步整流諧振變換器工作在輕載狀態時，流經副邊同步整流管的電流比對應的原邊驅動高電平信號提早了若干時間，采用傳統的控制方法，不易提前副邊同步整流管開通時間，從而導致了開通損耗。

?

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷，提供的一種數字化LLC同步整流諧振變換器控制裝置和方法，提前LLC同步整流諧振變換器副邊同步整流管的開通時間，以減少副邊同步整流管開通時電流不為零所帶來的損耗。啟動及空載輕載時使用定頻控制，并設計過流保護裝置，防止因工作區域跳變而導致的輸出過流。

為達到上述目的，本發明采用下述措施和技術方案：

一種數字化LLC同步整流諧振變換器控制裝置包括一個數字信號處理器，包括一個原邊高頻驅動電路、一個電流采樣檢測電路、一個電壓采樣檢測電路和一個副邊高頻驅動電路，其特征在于所述數字信號處理器連接所述原邊高頻驅動電路、電流采樣檢測電路、電壓采樣檢測電路和副邊高頻驅動電路時，所述原邊高頻驅動電路、電流采樣檢測電路、電壓采樣檢測電路和副邊高頻驅動電路連接受控的主電路；

所述的數字信號處理器根據經電壓采樣檢測電路反饋的輸出電壓判斷電路運行區域，經三極點兩零點補償后分別改變片內周期寄存器值以生成高頻驅動信號，并由數字信號處理器輸出到所述的原邊高頻驅動電路與副邊高頻驅動電路中，所述兩個高頻驅動電路將其隔離和功率放大后分別驅動原邊和副邊MOS管。

所述的電流采樣檢測電路檢測副邊輸出電流，并輸出到數字信號處理器，數字信號處理器根據該電流大小判斷是否重載或區域切換時的過流，以及時切斷原邊高頻驅動電路與副邊高頻驅動電路。

所述的數字信號處理器兩個PWM管腳一路連接副邊高頻驅動電路后控制副邊同步整流管開通關斷；另一路連接原邊高頻驅動電路控制原邊MOS管開通與關斷。

所述的數字信號處理器電流檢測電路與電壓檢測電路使用比例運放電路對電路進行信號采樣。

所述的數字化LLC同步整流諧振變換器的控制裝置，其特征在于所述的數字信號處理器使用的片內資源為兩路AD轉換和一個片內定時器寄存器，輸出為一路PWM，通過硬件分別控制原邊與副邊驅動信號。

所述的數字化LLC同步整流諧振變換器控制裝置的原邊高頻驅動電路的結構：