[發(fā)明專利]一種LLC原邊恒流控制裝置及補(bǔ)償電流信號(hào)提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910412296.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110277922B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小高;劉寬;董漢菁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H05B45/345
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種LLC原邊恒流控制裝置及補(bǔ)償電流信號(hào)提取方法：控制裝置接收變換器的變壓器繞組兩端電壓信號(hào)以及采樣的原邊諧振電流信號(hào)，根據(jù)時(shí)間區(qū)間從原邊電流整形信號(hào)提取出第一諧振區(qū)間電流信號(hào)，再根據(jù)變壓器繞組電壓極性對(duì)第一諧振區(qū)間電流信號(hào)進(jìn)行整形，加上偏置電壓，平均處理后得到第一諧振區(qū)間平均電流信號(hào)。整形加偏置的原邊電流整形信號(hào)取在第一諧振區(qū)間初始和結(jié)束的電流值，并求和取其中值得到補(bǔ)償電流信號(hào)，用第一諧振區(qū)間平均電流信號(hào)減去補(bǔ)償電流信號(hào)得到反應(yīng)輸出電流平均值的信號(hào)。本發(fā)明可省去了光耦和副邊反饋電路，有效提高了電路的可靠性。此外，原邊恒流控制裝置可以進(jìn)一步集成為單芯片，進(jìn)一步降低電路成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域中的開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，涉及一種適用于LLC諧振變換器或其它類型諧振變換器的原邊恒流控制裝置，尤其適用于LLC諧振變換器工作在電流斷續(xù)模式。

背景技術(shù)

近年來(lái)，發(fā)光二極管(LED)以其高亮度、長(zhǎng)壽命、高效率等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用在日常生活中，用以替代傳統(tǒng)的照明設(shè)備：白熾燈、熒光燈和金屬鹵化物燈等。然而，LED屬于直流型負(fù)載，且其發(fā)光亮度直接依賴于流過(guò)LED的正向電流。因此，為了，保證LED燈發(fā)光亮度的一致性，通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)。

基于照明設(shè)備安全的考慮，許多LED燈具要求LED驅(qū)動(dòng)器必須具備隔離裝置，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)輸入與變換器輸出的電氣隔離。因此，在小功率LED照明設(shè)備中，通常采用低成本的單級(jí)反激式拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)器的功率電路設(shè)計(jì)。反激電路不僅能實(shí)現(xiàn)交直流能量轉(zhuǎn)化，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)變壓器原副邊繞組的電氣隔離。在中大功率領(lǐng)域，則通常采用兩級(jí)式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖1所示，前級(jí)通常采用升壓(Boost)電路作為功率因數(shù)校正，以實(shí)現(xiàn)交直流能量轉(zhuǎn)換并輸出穩(wěn)定直流電壓；后級(jí)采用高效率的半橋LLC諧振變換器調(diào)理LED燈的輸出電流，并實(shí)現(xiàn)LED燈具設(shè)備的電氣隔離。

然而，傳統(tǒng)的LLC諧振變換器為了實(shí)現(xiàn)電流的穩(wěn)定輸出，通常采用光耦對(duì)輸出采樣進(jìn)行反饋控制。圖2描述了傳統(tǒng)光耦負(fù)反饋的控制框圖，通過(guò)對(duì)輸出側(cè)LED電流進(jìn)行采樣，與調(diào)節(jié)環(huán)模塊中的電流基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，輸出閉環(huán)調(diào)節(jié)信號(hào)并通過(guò)光耦傳輸至LLC諧振變換器原邊的驅(qū)動(dòng)控制模塊，通過(guò)改變LLC諧振變換器的開(kāi)關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)恒定電流輸出。但是，為實(shí)現(xiàn)隔離反饋采用的光耦器件存在老化問(wèn)題，影響電路的穩(wěn)定性，并且減弱了設(shè)備電氣隔離的強(qiáng)度。

因此，研究基于LLC諧振變換器的原邊恒流控制裝置是一項(xiàng)非常具有實(shí)際意義和挑戰(zhàn)性的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種適用于工作在斷續(xù)模式(Discontinuous Conduction Mode，簡(jiǎn)稱DCM)情況的LLC諧振變換器的原邊恒流控制裝置，通過(guò)原邊恒流控制輸出恒定、高精度的副邊電流。

本發(fā)明一種LLC原邊恒流控制裝置，包括等效輸出電流模塊、調(diào)節(jié)環(huán)模塊，驅(qū)動(dòng)控制模塊；

等效輸出電流模塊，接收反映變換器的變壓器兩端繞組電壓的信號(hào)以及變換器的原邊諧振電流信號(hào)，產(chǎn)生第一諧振區(qū)間平均電流信號(hào)V_{pri_avg}和補(bǔ)償電流信號(hào)V_{Lm_pri_avg}，第一諧振區(qū)間平均電流信號(hào)V_{pri_avg}和補(bǔ)償電流信號(hào)V_{Lm_pri_avg}相減之后輸出反映輸出電流平均值的等效信號(hào)V_{Io_est}；

所述第一諧振區(qū)間平均電流信號(hào)V_{pri_avg}由第一諧振區(qū)間內(nèi)的原邊諧振電流信號(hào)經(jīng)過(guò)整形、偏置和平均獲得；