[发明专利]一种LLC谐振变换器

说明书

本发明公开了一种LLC谐振变换器，包括：电压环主回路以及串联在电压环主回路中的电流环副回路，所述电压环主回路包括开关管、开关管、谐振电感、变压器、谐振电容、二极管D201、二极管D202、输出电容、输出电阻、电阻R201、电阻R203、电容C203、电容C202、电容C204、电阻R204、运算放大器U1、电阻R202、电阻R216、光电耦合器、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电容C101和谐振控制器。本发明提供了一种LLC谐振变换器，能够有效改善串联LLC谐振变换器功率级在权工作范围内小信号过大的问题，以及增强LLC谐振变换抑制负载扰动以及抑制输入扰动能力。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种LLC谐振变换器。

背景技术

在开关电源应用中，LLC谐振变换器由于其优良的软开关、EMI、高效率以及高功率密度等特性，近十年来成为一种备受关注的DC-DC拓扑，被广泛应用于消费类电子、工业、通信等领域。与PWM类变换器一样，LLC谐振变换器是一个多输入变量的高度非线性系统，在工作过程中，受到来自负载和输入的干扰。现有的LLC谐振变换器在全工作范围内(不同输入电压、不同负载条件)，其功率级小信号特性会发生很大的变化，这为补偿网络的设计带来了麻烦。单闭环控制使得串联LLC谐振变换器很难在全工作范围内取得比较良好的动态特性。串级控制是自动控制理论中的一种常用的控制方法，现有的串级控制在系统结构上是由主、副两个控制器串接工作的，是一种双闭环控制系统。其中，主控制器的输出作为副控制器的给定值，主回路是定值控制系统，实现对系统输出的精准控制，故主控制器一般采用PID控制器。副回路是随动控制系统，对控制精度要求不高，但要求副回路要有快速反应能力，因此一般采用比例(P)控制器即可。串级控制系统对作用于副回路中的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力，同时也能改善整个系统对作用于主回路中的一次扰动的抑制能力，因此被广泛应用于工业工程控制。

为了增强LLC谐振变换抑制负载扰动以及抑制输入扰动能力，提出一种LLC谐振变换器是很有必要的。

发明内容

本发明提供了一种LLC谐振变换器，以解决现有的LLC谐振变换器功率级在全工作范围内小信号过大的问题，增强LLC谐振变换抑制负载扰动以及抑制输入扰动能力。

本发明的第一实施例提供了一种LLC谐振变换器，包括：

电压环主回路以及串联在所述电压环主回路中的电流环副回路；

所述电压环主回路包括开关管Q101、开关管Q102、谐振电感Lr、变压器T101、谐振电容Cr、二极管D201、二极管D202、输出电容C201、输出电阻RL、电阻R201、电阻R203、电容C203、电容C202、电容C204、电阻R204、运算放大器U1、电阻R202、电阻R216、光电耦合器、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电容C101和谐振控制器；

所述谐振控制器的GD1引脚和GD2引脚分别与开关管Q101和开关管Q102连接，所述开关管Q101的漏极与电源输入端连接，所述开关管Q101的源极与所述开关管Q102的漏极连接，且所述开关管Q101的源极经过所述谐振电感Lr与所述变压器T101的同名端连接；所述开关管Q102的源极接地；所述变压器T101原边绕组的非同名端通过所述谐振电容Cr接地，所述变压器T101的第一副边绕组的同名端与所述二极管D202的阴极连接；