[发明专利]数字化 LLC同步整流谐振变换器控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于通信电源及LED照明领域，特别涉及一种数字化LLC同步整流谐振变换器控制装置和方法。

 

背景技术

 与传统DCDC拓扑相比，LLC谐振变换器原边MOS管能够在较宽的频率范围内实现零电压开通，并能跟随原边输入电压的升高而提升自身的效率，更适合工作于功率因数校正电路的后端。故LLC谐振变换器逐步代替传统DCDC拓扑应用于大功率场合中。

传统的LLC同步整流谐振变换器通过谐振电感、谐振电容和变压器产生谐振以实现软开关。

LLC同步整流谐振变换器工作状态可分为两个区域：当电路工作在轻载或者空载时，谐振变换器运行在工作区域一；当电路工作于额定负载或重载时，谐振变换器运行于工作区域二。

当时电路运行于重载负载时，副边快恢复二极管零电流开通，进一步提升LLC变换器的效率。若副边输出电流过大，由快恢复二极管引起的导通损耗将降低电路的效率，通常使用同步整流管代替快恢复二极管。现有的控制方法有：

1. 检测副边同步整流管源漏极的电压，当该电压下降至一定数值时，开通同步整流管，使电流由同步整流管的寄生体二极管转由同步整流管流过。由于MOS管源漏极电压信号与电流信号不同步，当MOS管导通时，电流已过零一段时间，副边MOS管将不能零电流开通，同时检测电路也增加了成本和体积。

2. 使用电流互感器检测流经副边同步整流管寄生体二极管的电流，当检测到有电流通过时开通同步整流管。但电流互感器具有寄生电感，易将电流信号延迟，易使开通信号延迟，同时电流互感器增加了成本和体积，容易受干扰，故较少采用。

当LLC同步整流谐振变换器工作在轻载状态时，流经副边同步整流管的电流比对应的原边驱动高电平信号提早了若干时间，采用传统的控制方法，不易提前副边同步整流管开通时间，从而导致了开通损耗。

 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供的一种数字化LLC同步整流谐振变换器控制装置和方法，提前LLC同步整流谐振变换器副边同步整流管的开通时间，以减少副边同步整流管开通时电流不为零所带来的损耗。启动及空载轻载时使用定频控制，并设计过流保护装置，防止因工作区域跳变而导致的输出过流。

为达到上述目的，本发明采用下述措施和技术方案：

一种数字化LLC同步整流谐振变换器控制装置包括一个数字信号处理器，包括一个原边高频驱动电路、一个电流采样检测电路、一个电压采样检测电路和一个副边高频驱动电路，其特征在于所述数字信号处理器连接所述原边高频驱动电路、电流采样检测电路、电压采样检测电路和副边高频驱动电路时，所述原边高频驱动电路、电流采样检测电路、电压采样检测电路和副边高频驱动电路连接受控的主电路；

所述的数字信号处理器根据经电压采样检测电路反馈的输出电压判断电路运行区域，经三极点两零点补偿后分别改变片内周期寄存器值以生成高频驱动信号，并由数字信号处理器输出到所述的原边高频驱动电路与副边高频驱动电路中，所述两个高频驱动电路将其隔离和功率放大后分别驱动原边和副边MOS管。

所述的电流采样检测电路检测副边输出电流，并输出到数字信号处理器，数字信号处理器根据该电流大小判断是否重载或区域切换时的过流，以及时切断原边高频驱动电路与副边高频驱动电路。

所述的数字信号处理器两个PWM管脚一路连接副边高频驱动电路后控制副边同步整流管开通关断；另一路连接原边高频驱动电路控制原边MOS管开通与关断。

所述的数字信号处理器电流检测电路与电压检测电路使用比例运放电路对电路进行信号采样。

所述的数字化LLC同步整流谐振变换器的控制装置，其特征在于所述的数字信号处理器使用的片内资源为两路AD转换和一个片内定时器寄存器，输出为一路PWM，通过硬件分别控制原边与副边驱动信号。

所述的数字化LLC同步整流谐振变换器控制装置的原边高频驱动电路的结构：