[實用新型]一種基于DSP的大功率LLC諧振全橋變換器

有效

• 申請號: 201220433200.2
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN202889201U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 吳開源;蘭艷林;李華佳;趙卓立;章濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本實用新型涉及LLC諧振電路技術，特別涉及一種基于DSP的大功率LLC諧振全橋變換器。

背景技術

隨著開關電源技術的迅速發展，高功率密度和高效率已經成為其發展趨勢，在這種情況下，軟開關技術得到了廣泛的發展和應用。軟開關技術采用的電路拓撲主要由諧振型軟開關拓撲和PWM型軟開關拓撲，而諧振型軟開關技術由于其高效和高功率密度等優點在開關電源技術應用中得到了更加廣泛的研究和關注，LLC諧振全橋變換器作為一種特殊的電路拓撲，既能夠滿足高頻化的要求，又能達到很高的轉換效率，它通過保持上下橋臂開關管的死區時間不變，只調節開關頻率來調節輸出電壓，實現全范圍的軟開關變換。

與其它軟開關技術相比較，LLC諧振全橋變換器不但具有一次側開關管ZVS（零電壓）開通特性，同時能實現二次側整流二極管的ZCS（零電流）開通和關斷和低耐壓要求，而且其掉電維持時間特性比較好，損耗低，轉換效率高。

但就目前對于LLC諧振全橋變換器的研究成果而言，還有許多優待需要解決的問題，特別是對于系統中的數字控制諧振變換核心技術，系統的可靠性、智能化以及高功率密度輸出等問題，都優待進一步解決。現有技術主要具有以下缺陷：

（1）輸出功率小，效率低，難以實現高功率密度輸出。

（2）可靠性低，控制精度低。

（3）集成度低，一致性差，難以實現標準化。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種基于DSP數字化控制的精度更高、功率輸出更大的LLC諧振全橋變換器。該變換器借助DSP全數字化的快速運算，實現高速高精度的功率變換調節，使得系統穩定而又具有良好的動態特性，采用兩個初級繞組串聯次級繞組并聯的功率變壓器來獲得更大功率的輸出。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：一種基于DSP的大功率LLC諧振全橋變換器，其特征在于：包括主電路和控制電路；所述主電路由一次側整流濾波電路、MOSFET全橋變換電路、LLC諧振網絡、功率變換模塊、二次側整流濾波電路依次連接組成，其中，功率變換模塊由兩個功率變壓器組成，兩個變壓器采用原邊繞組串聯，副邊繞組并聯的方式來分擔傳輸功率，可以獲得更大功率的輸出。MOSFET全橋變換電路一端與一次側整流濾波電路相連接，另一端與諧振網絡相連接，諧振網絡與功率變換模塊相連接，二次側整流濾波電路一端與功率變換模塊連接，另一端與負載相連接；控制電路由電壓電流采樣電路、DSP數字化控制系統、MOSFET全橋驅動電路組成，其中，電壓采樣電路與電源的輸出相連接，另一端與DSP的模數轉換通道ADCIN0相連接，電流采樣電路串接在二次側整流濾波電路的回路中，檢測信號經過差分放大后另一端與DSP的模數轉換通道ADCIN1相連接，DSP數字化控制系統與MOSFET全橋驅動電路相連接，MOSFET全橋驅動電路與MOSFET全橋變換電路連接。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的一次側整流電路為全橋式整流濾波電路。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的MOSFET全橋變換電路主要由單相電壓型橋式變換電路組成。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的功率變換模塊是指帶兩個隔離變壓器的變換器，變壓器采用原邊繞組串聯，副邊繞組并聯的方式。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的LLC諧振電路的諧振電感為獨立的外置諧振電感再加上兩個隔離變壓器的漏感之和，勵磁電感為兩個隔離變壓器的勵磁電感之和。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的二次側整流濾波電路是指二極管整流和C濾波電路。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的DSP數字化控制系統主要由TMS320LF2407A芯片及其外圍電路組成。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的MOSFET全橋驅動電路主要由脈沖驅動變壓器、MOSFET式圖騰柱推動結構相互連接組成。

上述的LLC諧振全橋變換器，所述的電壓采樣電路采用非隔離式電阻分壓采樣，采樣得到的電壓信號經過濾波后連接DSP控制芯片TMS320LF2407A的模數轉換通道ADCIN0進行模數轉換，DSP對得到的數字量進行PI運算，然后控制輸出相應驅動脈沖；電流采樣電路采用在電源輸出主回路中串接分流器方式采樣，得到的采樣信號經過差分放大器放大再經過電阻分壓后連接控制芯片TMS320LF2407A的模數轉換通道ADCIN1進行模數轉換，DSP對得到的數字量進行PI運算，然后控制輸出相應驅動脈沖的頻率，從而實現對變換器的恒壓限流模式控制。