[实用新型]LLC谐振变换器

说明书

本申请公开了LLC谐振变换器，包括：驱动变压器，所述驱动变压器包括彼此耦合的控制绕组、负载绕组、第一驱动绕组、第二驱动绕组，所述负载绕组连接在谐振回路上；第一双极型晶体管和第二双极型晶体管，彼此串联连接并且具有中间节点，所述谐振回路连接至所述中间节点；控制模块，与所述控制绕组相连接，控制所述控制绕组的第一端和第二端的连接状态以调节谐振频率，其中，所述控制模块周期性地将所述控制绕组的第一端和第二端之一连接至供电电压。该LLC谐振变换器采用导通或断开控制绕组与供电电压之间的路径的方式控制绕组的连接状态，以避免控制绕组的两端都会产生负电压，使得控制模块失效导致双极型晶体管器件损坏。

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，更具体地，涉及LLC谐振变换器。

背景技术

谐振型开关变换器是采用开关管获得方波电压以及采用谐振电路进行谐振以实现能量传输的功率变换器。LLC谐振变换器包括LLC组成的三阶谐振网络，可以在窄频率范围内实现负载从满载到空载的调节。LLC 谐振变换器具备较高的功率密度及较少的电子元器件数量，同时拥有平滑的电流波形，有利于改善电磁干扰，并且能够在整个运行范围内实现开关管的零电压切换(Zero Voltage Switching，ZVS)和零电流切换(Zero CurrentSwitching，ZCS)，有助于获得极高的效率，因此被广泛应用。

LLC谐振变换器中开关管包括MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)和双极型晶体管。在采用MOSFET的LLC谐振变换器中，需要采用控制模块提供开关控制信号。虽然MOSFET具有出色的开关性能，然而，控制模块过于复杂，导致电路成本高。在采用双极型晶体管的LLC谐振变换器中，双极型晶体管的驱动方式通常是自激振荡式的。

在自激振荡LLC半桥驱动的拓扑结构中，采用主变压器实现从原边绕组至副边绕组的电能输送，采用驱动变压器提供双极型晶体管的开关控制信号。由于驱动变压器与谐振回路耦合，因此，双极型晶体管的开关换向为自然产生的。LLC谐振变换器为自激振荡驱动(Self-Oscillating Converter，缩写为SOC)，并且具有固定的SOC谐振频率。由于使用驱动变压器提供双极型晶体管的基极驱动信号，因此，采用双极型晶体管的LLC谐振变换器可以简化控制模块的结构以降低电路成本。

为了实现恒流和/或恒压输出，进一步改进的LLC谐振变换器包括控制模块，并且在驱动变压器里面增加一控制绕组。该控制模块周期性地将控制绕组短路，使得双极型晶体管的开关换向提前，从而通过改变谐振频率来控制从变压器的原边绕组向副边绕组的电能传输。

然而，一般的LLC谐振变换器的控制模块将控制绕组的第一端和第二端连接至两个N型MOSFET的漏端，两个N型MOSFET的衬底和源端都接地，但是在工作过程中控制绕组的两端都会产生负电压，会使得控制模块失效导致双极型晶体管器件损坏。仍然期望进一步改进LLC谐振变换器的控制模块以抑制在工作过程中控制绕组的两端产生的负电压。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供LLC谐振变换器，其中，采用导通或断开控制绕组与供电电压之间的路径的方式控制绕组的连接状态，以避免控制绕组的两端都会产生负电压，会使得控制模块失效导致双极型晶体管器件损坏。

根据本实用新型的一方面，提供一种LLC谐振变换器，包括：

主变压器，所述主变压器包括彼此耦合的原边绕组和副边绕组；

驱动变压器，所述驱动变压器包括彼此耦合的控制绕组、负载绕组、第一驱动绕组、第二驱动绕组；

谐振元件，与所述原边绕组相连接形成谐振回路，所述负载绕组连接在谐振回路上，所述谐振回路的谐振电流流经所述负载绕组；