[發(fā)明專利]一種采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811640029.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109525119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張忠;賈政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市新能安華技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 廣東良馬律師事務(wù)所 44395
• 代理人: 李良

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器，包括變壓器，變壓器一側(cè)為原邊回路，包括依次連接的原邊橋臂電路和原邊諧振腔；變壓器另一側(cè)為負(fù)載回路，包括負(fù)載橋臂電路；原邊橋臂電路由多個(gè)MOS管組成，負(fù)載橋臂電路有多個(gè)同步整流管組成，MOS管和同步整流管本體內(nèi)均寄生二極管用作整流二極管進(jìn)行整流；原邊橋臂電路和負(fù)載橋臂電路均連接驅(qū)動(dòng)電路和通訊電路，驅(qū)動(dòng)電路和通訊電路連接MCU。本發(fā)明采用MCU控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)同步整流管進(jìn)行輸出控制，適用電壓范圍廣，控制也相對(duì)靈活，還能夠進(jìn)行相應(yīng)地處理和運(yùn)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，具體涉及一種采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器。

背景技術(shù)

設(shè)計(jì)合理的LLC變換器基本上可以實(shí)現(xiàn)全范圍負(fù)載下原邊MOSFET始終工作在ZVS開(kāi)通狀態(tài)，提高了系統(tǒng)效率。同時(shí)，副邊同步整流技術(shù)的引入，亦大大減少了系統(tǒng)次級(jí)整流側(cè)的通態(tài)損耗，使得LLC同步整流拓?fù)湓谥写蠊β暑I(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

目前LLC同步整流控制大多由硬件電路完成，一般有以下兩種：

1.電壓檢測(cè)控制方式：即通過(guò)輔助電路或者專用控制芯片檢測(cè)同步整流管漏源極之間的電壓來(lái)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)漏極與源極電壓達(dá)到某一閾值時(shí)，判斷為同步整流MO SFET的體二極管導(dǎo)通，亦負(fù)載電流建立，繼而開(kāi)通MOSFET以降低損耗；否則關(guān)斷MOSFET。但一方面，由于受PCB走線及器件寄生參數(shù)的影響，在MOSFET開(kāi)通或關(guān)斷的時(shí)刻，其漏源極電壓會(huì)發(fā)生振鈴，過(guò)于靈敏的檢測(cè)閾值將會(huì)導(dǎo)致MOSFET在此時(shí)反復(fù)開(kāi)通關(guān)斷，嚴(yán)重時(shí)帶來(lái)可靠性問(wèn)題；但，反之則會(huì)導(dǎo)致MOSFET開(kāi)通時(shí)間過(guò)短，大大降低了同步整流的優(yōu)勢(shì)；另一方面，由于同步整流MOSFET封裝的影響，其漏源極的引線電感的存在，將導(dǎo)致漏源極的電壓相位超前于漏源極電流(即負(fù)載電流)，使得同步整流MOSFET過(guò)早關(guān)斷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的同步整流控制。

2.電流檢測(cè)控制方式：即通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流來(lái)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的方法。通常有兩種方案，一種檢測(cè)副邊電流，需要兩路電流檢測(cè)電路；另一種檢測(cè)原邊電流，只需要一路電流檢測(cè)電路，但原邊邊電流既包含負(fù)載電流又包含變壓器勵(lì)磁電流，需要采取方法將勵(lì)磁電流獨(dú)立出來(lái)。基于電流檢測(cè)的控制方式能夠準(zhǔn)確控制同步整流管的開(kāi)通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)同步整流驅(qū)動(dòng)與負(fù)載電流基本同步，但都需要增加額外的電流檢測(cè)器件，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)同步整流驅(qū)動(dòng)與負(fù)載電流基本同步。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器，包括變壓器，變壓器一側(cè)為原邊回路，包括依次連接的原邊橋臂電路和原邊諧振腔；變壓器另一側(cè)為負(fù)載回路，包括負(fù)載橋臂電路；原邊橋臂電路由多個(gè)MOS管組成，負(fù)載橋臂電路有多個(gè)同步整流管組成，MOS管和同步整流管本體內(nèi)均寄生二極管用作整流二極管進(jìn)行整流；原邊橋臂電路和負(fù)載橋臂電路均連接驅(qū)動(dòng)電路和通訊電路，驅(qū)動(dòng)電路和通訊電路連接MCU；當(dāng)電流從原邊回路向負(fù)載回路流動(dòng)時(shí)，通訊電路發(fā)送電流信號(hào)和原邊電壓信號(hào)給MCU，MCU接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并計(jì)算和處理，發(fā)出固定頻率、占空比和有一定的死區(qū)的控制信號(hào)，控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管和同步整流管組成進(jìn)行互補(bǔ)開(kāi)通關(guān)斷；當(dāng)電流從負(fù)載回路向原邊回路流動(dòng)時(shí)，通訊電路發(fā)送電流信號(hào)和負(fù)載電壓信號(hào)給MCU，MCU接收電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并計(jì)算和處理，發(fā)出固定頻率、占空比和有一定的死區(qū)的控制信號(hào)，控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管和同步整流管組成進(jìn)行互補(bǔ)開(kāi)通關(guān)斷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的采用同步整流控制方法的LLC諧振變換器具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.利用MOS管的開(kāi)關(guān)特性和反向二極管特性，減少了反向并聯(lián)二極管，電路復(fù)雜性降低；