[发明专利]LLC谐振式电源转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源转换电路，特别涉及一种LLC谐振式电源转换器。

背景技术

参见图1所示，现有一种LLC谐振式电源转换器1主要包括串联的一第一功率开关S1及一第二功率开关S2，两者与一直流电源10电耦接，以接受一输入电压Vdc输入，并受一控制器11控制轮流切换导通。一LLC谐振电路12电耦接在第二功率开关S2与一变压器T的初级侧线圈Lp之间。且变压器T的次级侧线圈Ls电耦接一整流滤波电路12，用以对次级侧线圈Ls感应的电压整流滤波，以提供一输出电压Vo。

LLC谐振电路12由一谐振电容Cr、变压器T的初级侧线圈Lp的一漏电感Lr，以及一激磁电感Lm组成。因此LLC谐振电路12的谐振频率决定于激磁电感Lm、漏电感Lr与谐振电容Cr。亦即，其谐振频率fs的操作范围为第一谐振频率f_r1>f_s>第二谐振频率f_r2，其中第一谐振频率f_r1由漏电感Lr与谐振电容Cr决定，第二谐振频率f_r2由激磁电感Lm、漏电感Lr与谐振电容Cr决定。其公式如下：

fr1=12πLr×Crfr2=12π(Lr+Lm)×Cr]]>

因此，设若激磁电感Lm为300μH、漏电感Lr为75μH，谐振电容Cr为27nF，输入电压Vdc为高电压，例如367V时，可以求得谐振频率fs约为110.3KHz，且如图2所示可知，此时的谐振电流波形接近正弦波，且电流值较小，导通损失较小，因此转换效率较高(输出功率62.5W/输入功率69.1W＝90.45％)。

然而当输入电压Vdc为低电压，例如126V时，如图3所示，可以发现谐振频率fs将降低至约为63.48KHz，此时，谐振电流波形为有缺口的正弦波，且电流值较大，导通损失较大，因此转换效率变差(输出功率62.5W/输入功率73.3W＝85.2％)。

且由上列公式可知，减少谐振电容Cr的电容值，可以提高谐振频率fs，进而改善低输入电压时的转换效率。但是，当为了提高谐振频率fs，而将谐振电容Cr的电容值减少，例如改为15nF时，当输入电压Vdc为高电压，例如367V时，如图4所示，谐振频率fs将由110.3KHz提高到158.6KHz，此时可以看出转换效率(输出功率62.5W/输入功率68.5W＝91.24％)虽有提升，但由于电路操作频率高于150KHz，如此太过高频的动作会影响电路的稳定度，容易导致电路误动作，并增加电磁干扰(EMI)的问题。

发明内容

因此，本发明的目的即在于提供一种LLC谐振式电源转换器，其能有效提升低电压输入的转换效率，并确保高电压输入时不致工作频率过高，以防止电路误动作及产生电磁干扰。