[实用新型]一种LLC谐振变换器变频控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备，尤其是一种LLC谐振变换器的控制装置。

背景技术

近年来，高频化、高效率和高功率密度已成为开关电源的一种发展趋势。对于传统基于脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)的变换器，开关器件工作在硬开关状态，随着开关频率的提高，开关损耗会急剧增加，使得变换器效率降低，这限制了开关频率和功率密度的进一步提高。谐振变换器利用谐振元件使开关电压或者电流周期性地过零点，从而实现零电压开关(zerovoltageswitch，ZVS)或零电流开关(zerocurrentswitch，ZCS)，减小了开关损耗。LLC谐振变换器兼具串联谐振变换器与并联谐振变换器的优点，在宽输入范围和全负载范围内，能实现开关管的ZVS和次级整流二极管的ZCS，有效地解决了提高开关频率后带来的开关损耗难题。

目前LLC谐振变换器主要采用PWM和脉冲频率调制(pulsefrequencymodulation,PFM)技术。PWM调制是将变换器输出电压或电流与基准电压进行比较，得到的误差信号经过误差放大器补偿后生成控制电压，并将控制电压与固定频率的锯齿波进行比较，获得高、低电平的脉冲控制信号，再通过驱动电路控制开关管的导通和关断，实现开关变换器输出电压的调节。PWM调制结构简单，但因采用固定频率的锯齿波作为调制波，具有输入瞬态响应慢、负载瞬态响应慢等缺点。与含有固定频率锯齿波的PWM调制技术相比，PFM控制的LLC谐振开关变换器，开关频率可以调节，具有输入瞬态响应快，负载瞬态响应快等特点。电压型、电流型和电荷型PFM控制LLC谐振变换器是较为常见的LLC谐振变换器PFM控制技术。电压型PFM控制LLC谐振变换器中包含压控振荡器，控制环路由单电压环组成，动态响应速度较慢；电流型和电荷型PFM控制LLC谐振变换器通过采样初级谐振电感电流再经过整流电路将交流信号转化为直流信号，控制电路的结构复杂，变换器的体积大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种LLC谐振变换器的控制装置，使之克服现有的LLC谐振变换器控制装置的缺点，电路结构简单，且具有很好的瞬态响应，适用于多种拓扑结构的LLC谐振变换器。

本实用新型的目的是通过如下手段实现的。

一种LLC谐振变换器变频控制装置，由第一电压检测电路VS1、第二电压检测电路VS2、误差放大器EA、受控积分器IC、比较器CMP、逻辑电路LC、第一驱动电路DR1以及第二驱动电路DR2组成；第一电压检测电路VS1与误差放大器EA相连；第一电压检测电路VS1和第二电压检测电路VS2与受控积分器IC相连；误差放大器EA和受控积分电路IC的输出端连接在比较器CMP的输入端，比较器CMP的输出端与逻辑电路LC的输入端相连，逻辑电路LC的输出端分别连接受控积分器IC、第一驱动电路DR1和第二驱动电路DR2。

上述的逻辑电路LC的具体组成为：由D触发器，延时器TL，与门AND，同或门NOR以及异或门XOR组成；D触发器的输出端连接至延时器TL的输入端；D触发器与延时器TL的输出端和与门AND的输入端相连,D触发器与延时器TL的输出端和同或门NOR的输入端相连,D触发器与延时器TL的输出端和异或门XOR的输入端相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型为LLC谐振变换器提供了一种简单可靠的控制装置，相比于传统的PFM控制LLC谐振变换器，简化了控制环路的设计，控制电路结构更简单，稳定性更好，可靠性更高。

二、本实用新型的LLC谐振变换器在负载发生改变时，能够快速调节开关管的导通和关断，负载瞬态响应性能高，系统稳定性好。

三、本实用新型的LLC谐振变换器在输入电压发生改变时，能够快速调节开关管的导通和关断，输入瞬态响应性能高，稳定性能好。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例一控制方法的电路结构框图。

图2为本实用新型实施例一的逻辑电路LC的电路结构框图。

图3为本实用新型实施例一的电路结构框图。

图4为本实用新型实施例一中，信号V_s，控制信号V_c，励磁电流i_Lm，谐振电流i_Lr，驱动信号VG₁，驱动信号VG₂及信号CC之间的关系示意图。