[實用新型]用于LLC諧振變換器的恒流控制電路

有效

• 申請號: 201920098165.5
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN209389940U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 湯仙明;謝小高;姚云龍;陳華捷;吳建興
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/338;H05B33/08
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;李向英

本申請公開了一種用于LLC諧振變換器的恒流控制電路。所述LLC諧振變換器包括采用自激振蕩方式工作的第一雙極型晶體管和第二雙極型晶體管，所述恒流控制電路包括：開關元件，用于短接所述第一雙極型晶體管和所述第二雙極型晶體管至少之一的驅動電流；以及驅動模塊，包括輸出電流計算模塊，用于計算諧振電流信號和第一變壓器勵磁電流信號的差值的絕對值的平均值作為補償信號，以及根據補償信號控制所述開關元件的導通狀態，以實現恒流控制。在將電荷泵PFC模塊與LLC諧振變換組合應用構成的復雜電路中，該恒流控制電路仍然可以提高恒流控制精度。

技術領域

本實用新型涉及電源技術領域，更具體地，涉及用于LLC諧振變換器的恒流控制電路。

背景技術

LED驅動電路用于向LED燈提供直流輸出電流，使得LED燈點亮發光從而作為照明光源。LED驅動電路的主要性能參數包括功率因數(PF) 和輸出電流紋波。功率因數表征有功功率與無功功率的比值。輸出電流紋波表征直流輸出電流的交流分量。例如，該交流分量是工頻分量，將會導致LED燈的頻閃，不僅影響照明效果，而且影響LED燈的壽命。LED 驅動電路的高功率因數可以提高電能利用率，低輸出電流紋波可以減少頻閃。

為了兼顧高功率因數和低輸出電流紋波，LED驅動電路可以采用多種級聯的電路方案，包括：單級反激式原邊控制恒流系統架構和消紋波電路組成的第一類型級聯方案；升壓拓撲和反激式原邊控制恒流拓撲組成的第二類型級聯方案；升壓拓撲和諧振半橋LLC結構組成的第三類型級聯方案；電荷泵PFC模塊和諧振半橋LLC結構組成的第四類型級聯方案。

上面四種類型的電路方案都可以同時實現高功率因數(PF)和低輸出電流紋波(無頻閃)。然而，第一類型級聯方案的缺點是消紋波電路對系統效率影響很大，尤其當諧振輸出電壓比較低的時候。第二類型級聯方案的缺點是兩級方案系統比較復雜，系統成本較高，另外EMI調試比較困難，效率也不高。第三類型級聯方案和第四類型級聯方案的效率比第二類型級聯方案的效率高，但是系統更復雜且成本更高。

在第四類型的級聯方案中，諧振型開關變換器是采用開關管獲得方波電壓以及采用諧振回路進行諧振以實現能量傳輸的功率變換器。LLC 諧振變換器具備較高的功率密度及較少的電子元器件數量，同時擁有平滑的電流波形，有利于改善電磁干擾，并且能夠在整個運行范圍內實現開關管的零電壓切換(Zero Voltage Switching，ZVS)和零電流切換(Zero Current Switching，ZCS)，有助于獲得極高的效率。進一步地，在LLC 半橋驅動上面增加電流型電荷泵無源PFC和電壓型電荷泵無源PFC組合，可以獲得很高的功率因數(PF)和很低的總諧波失真(THD)。因此，第四類型的級聯方案在電路效率方面具有明顯的優勢。

進一步地，期待在第四類型的級聯方案中兼顧電路效率的提高和電路成本的降低。

實用新型內容

鑒于上述問題，本申請提供用于LLC諧振變換器的恒流控制電路，其中，恒流控制電路獲得的補償信號包含諧振電流信號和第一變壓器勵磁電流信號，從而可以提高恒流控制精度。

根據本實用新型的一方面，提供一種用于LLC諧振變換器的恒流控制電路，所述LLC諧振變換器包括第一變壓器、第一雙極型晶體管和第二雙極型晶體管，所述第一雙極型晶體管和所述第二雙極型晶體管采用自激振蕩方式工作，使得諧振電流和勵磁電流流經所述第一變壓器的原邊繞組，所述恒流控制電路包括：開關元件，用于短接所述第一雙極型晶體管和所述第二雙極型晶體管至少之一的驅動電流；以及驅動模塊，包括輸出電流計算模塊，用于計算諧振電流信號和第一變壓器勵磁電流信號的差值的絕對值的平均值作為補償信號，以及根據補償信號控制所述開關元件的導通狀態從而實現諧振頻率的控制，以實現恒流控制。