范杰 (中国广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦, Guangdong 7, 518057, CN)
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| 权 利 要 求 书 一种 LLC串联谐振变换器， 包括： 一个桥式电路 （ 110), 接于输入电压 ( Vin ), 由至少两个第一 开关 （ SI, S2 )构成； 一个谐振电路 （ 120), 耦接于所述桥式电路 （ 110), 受所述第一 开关 ( SI, S2 ) 马区动； 一个变压器 （TX), 耦接于所述谐振电路 （ 120); 一个整流电路 （60), 其包括两个子驱动电路 （ 601, 602), 分别 包括： 一个第二开关 （Ql, Q2), 耦接于所述变压器 （Tx) 的副边的两 端， 设置为提供所述 LLC串联谐振变换器的电压输出 （ Vo ); 一个关断电路， 设置为向所述第二开关（Ql, Q2)提供关断信号 (Vcom),其包括一个电流互感器（CT1, CT2), 串接于所述变压器（Tx) 的副边与所述两个第二开关（Ql, Q2)之间， 设置为测量流经所述第 二开关（Ql, Q2)的源-漏极支路的电流以产生所述关断信号（Ve。m)； 一个脉宽处理器 （610), 设置为减小所述第一开关 （SI, S2) 的 控制端的变压器原边功率开关驱动信号（Vg,sl, Vg,s2)的占空比后， 得 到开通信号 （Vpulse) 提供给所述第二开关 （Ql, Q2)。 根据权利要求 1 所述的 LLC 串联谐振变换器， 其中， 所述桥式电路 ( 110) 为半桥电路或全桥电路。 根据权利要求 1 所述的 LLC 串联谐振变换器， 其中， 所述谐振电路 ( 120) 由谐振电容（Cr)、 谐振电感 （Lr)及励磁电感 （ Lm ) 串联组 成。 根据权利要求 3所述的 LLC串联谐振变换器， 其中， 所述谐振电感为 独立的外置电感 （Lr), 或为所述变压器 （Tx) 的漏感。 根据权利要求 1所述的 LLC串联谐振变换器， 其中， 每个所述关断电 路包括： 一个参考电压源（Vref)、 一个所述电流互感器（CT1, CT2 )、 一个磁复位电阻（Rl, R3 )、一个釆样电阻（R2, R4)、一个二极管（D1, D2)、 一个比较器 （410)、 一个或门 （ 530 ), 所述电流互感器（CT1, CT2)的原边输入端连接于所述第二开关 (Ql, Q2) 的输入端， 原边输出端连接于所述变压器 （Tx) 的副边， 所述电流互感器 （CT1, CT2 ) 的副边两端并联所述磁复位电阻 （R1, R3 ); 所述磁复位电阻 （Rl, R3 ) 一端接所述二极管 （Dl, D2 ) 的正 极， 另一端接地； 所述二极管 （Dl, D2 ) 的负极与地之间并联所述釆样电阻 （R2, R4 ); 所述比较器 （410) 的第一输入端与所述第二开关 （Ql, Q2) 的 输出端之间串联所述参考电压源 （Vref), 所述比较器 （410) 的第二 输入端连接所述二极管 （Dl, D2) 的负极， 所述比较器 （410)设置 为比较所述二极管（ Dl, D2 )输出的电压 Ve与所述参考电压源（ Vref) 输出的电压 Vref后产生所述关断信号（ Ve。m ), 所述脉宽处理器（ 610 ) 使所述开通信号 （Vpulse) 的占空比等于或小于所述关断信号 （Ve。m) 的占空比； 所述或门 （ 530 )的第一输入端与所述第一开关（SI, S2)的控制 端之间串联所述^ i宽处理器（610), 所述或门 （ 530 ) 的第二输入端连 接所述比较器 （410) 的输出端， 所述或门 （ 530 ) 的输出端连接所述 第二开关 （Ql, Q2) 的控制端。 根据权利要求 5所述的 LLC串联谐振变换器，其中，所述第一开关（ S1, S2) 为场效应管， 所述第二开关 （Ql, Q2) 为场效应管。 根据权利要求 6所述的 LLC串联谐振变换器， 其中， 所述第一开关 （SI, S2) 与所述第二开关 （Ql, Q2) 的输入端、 输出端与控制端分别为所述场效应管的漏极、 源极与栅极。 一种 LLC 串联谐振变换器的驱动方法， 所述 LLC 串联谐振变换器包 括： 一个桥式电路 （ 110), 接于输入电压 （Vin), 由至少两个第一 开关（SI, S2)构成；一个谐振电路（ 120),耦接于所述桥式电路（ 110), 受所述第一开关 （SI, S2) 驱动； 一个变压器 （TX), 耦接于所述谐 振电路 （ 120); —个整流电路 （60), 其包括两个子驱动电路 （ 601, 602), 分别包括： 一个第二开关 （Ql, Q2), 耦接于所述变压器（Tx) 的副边的两端， 设置为提供所述 LLC 串联谐振变换器的电压输出 ( Vo); 一个关断电路， 设置为向所述第二开关 （Ql, Q2) 提供关断 信号 （Ve。m), 其包括一个电流互感器 （CT1, CT2), 串接于所述变压 器（Tx) 的副边与所述两个第二开关（Ql, Q2)之间， 设置为测量流 经所述第二开关 （Ql, Q2 ) 的源-漏极支路的电流以产生所述关断信 号 （Ve。m)； —个脉宽处理器 （610), 设置为减小所述第一开关 （S1, S2)的控制端的变压器原边功率开关驱动信号（Vg,sl, Vg,s2)的占空比 后， 得到开通信号 （Vpulse) 提供给所述第二开关 （Ql, Q2 ); 所述驱 动方法包括： 当所述 LLC串联谐振变换器工作在整个工作频率范围内， 所述关 断电路向所述第二开关 （Ql, Q2) 提供所述关断信号 （Ve。m), 所述 脉宽处理器（ 610 )向所述第二开关（ Q1,Q2 )提供所述开通信号（ Vpulse )。 根据权利要求 8所述的驱动方法， 其中， 每个所述关断电路包括： 一 个参考电压源 （Vref)、 一个所述电流互感器 （CT1, CT2 )、 一个磁复 位电阻（Rl, R3)、 一个釆样电阻（R2, R4)、 一个二极管（Dl, D2 )、 一个比较器 （410)、 一个或门 （ 530 ), 所述电流互感器 （CT1, CT2) 的原边输入端连接于所述第二开关 （Ql, Q2) 的输入端， 原边输出端 连接于所述变压器（Tx) 的副边， 所述电流互感器（CT1, CT2) 的副 边两端并联所述磁复位电阻 （Rl, R3 ); 所述磁复位电阻 （Rl, R3 ) 一端接所述二极管（Dl, D2)的正极， 另一端接地； 所述二极管（D1, D2 )的负极与地之间并联所述釆样电阻（ R2, R4); 所述比较器（ 410 ) 的第一输入端与所述第二开关（Ql, Q2) 的输出端之间串联所述参考 电压源（ Vref ),所述比较器（ 410 )的第二输入端连接所述二极管（ D1, D2) 的负极， 所述比较器 （410)设置为比较所述二极管 （Dl, D2) 输出的电压 （Vc) 与所述参考电压源 （Vref) 输出的电压后产生所述 关断信号 （Ve。m), 所述脉宽处理器 （610) 使所述开通信号 （Vpulse) 的占空比等于或小于所述关断信号（Vc。m)的占空比； 所述或门（ 530 ) 的第一输入端与所述第一开关 （SI, S2) 的控制端之间串联所述脉宽 处理器（610), 所述或门 （ 530 ) 的第二输入端连接所述比较器（410) 的输出端， 所述或门 （ 530 ) 的输出端连接所述第二开关 （Ql, Q2) 的控制端； 所述第二开关 （Ql, Q2) 的驱动方式为： 当所述 LLC 串联谐振 变换器工作在整个工作频率范围内， 所述电流互感器（CT1, CT2)釆 样的电流信号通过所述釆样电阻（ R2 , R4)转换为电压信号， 经所述 二极管 （Dl, D2)输出为电压 （Ve), 通过所述比较器 （410) 与所述 参考电压源（ Vref )的电压（ Vref )进行比较产生所述关断信号（ Ve。m ), 所述关断信号 （Vc。m) 和另一个所述开通信号 （Vpulse) 经过所述或门 ( 530 ) 处理之后获得完整的驱动信号， 以驱动所述第二开关 （Q1, Q2)„ 根据权利要求 8所述的驱动方法， 其中， 还包括： 当所述 LLC串联谐振变换器工作在整个工作频率范围时， 利用所 述开通信号 （Vpulse) 来驱动所述第二开关 （Ql, Q2)。 |
Vcom, 脉宽处理器 610使开通信号 V pulse 的占空比等于或小于关断信号 V c 。 m 的占空比； 或门 530的第一输入端与第一开关 S1或 S2的控制端之间串联脉 宽处理器 610, 或门 530的第二输入端连接比较器 410的输出端， 或门 530 的输出端连接第二开关 Q1或 Q2的控制端。 优选地， 在上述的 LLC串联谐振变换器中， 第二开关 Q1 (或 Q2 )的驱 动方式为： 当 LLC串联谐振变换器工作在整个频率范围时， 电流互感器 CT1 (或 CT2 ) 釆样的电流信号通过釆样电阻 R2 (或 R4 ) 转换为电压信号， 经 二极管 D1 (或 D2 ) 输出为电压 V e , 通过比较器 410与参考电压源 Vref的 电压 Vref进行比较产生关断信号 V e 。 m ,关断信号 V e 。 m 和另一个开通信号 V pu i se 经过或门 530处理之后获得完整的驱动信号， 以驱动第二开关 Q1 (或 Q2 )。 本实施例虽然使用两个"或"逻辑门 530来实现同步整流驱动信号的自适 应式控制， 但是在具体电路实现时并不仅限于此等逻辑门 结构， 任何可实现 此"或"逻辑功能的电路架构都在本发明的涵盖 围内。 该整流电路结构简单， 容易实现。 图 7与图 8是本发明提出的 LLC串联谐振变换器的实施例的主要波形时 序图。 如图 7和图 8所示， 为本实施例的 LLC串联谐振变换器工作频率处于 fin和 fr之间以及工作频率高于 fr时的同步整流驱动时序工作图。 其中， 月永 宽处理器的输出信号 V pulse 与比较器的输出信号 V c 。 m 相或后得到同步整流驱 动信号 V g , Q1 、 V g , Q1 。 该驱动信号的开通由原边功率开关的驱动信号 决定， 关 断则由比较器的输出信号决定。 优选地， 第一开关 S1或 S2为场效应管， 第二开关 Q1或 Q2为场效应 管。 第一开关 S1 (或 S2 ) 与第二开关 Q1 (或 Q2 ) 的输入端、 输出端与控 制端分别为场效应管的漏极、 源极与栅极。 场效应管成本低， 容易实现。 从以上的描述中， 可以看出， 本发明的 LLC串联谐振变换器及其驱动方 法的优点是同步整流管的驱动信号与电流信号 完全同步， 占空比丢失较少， 提高了变换器的效率。 同时互感器将电流信号放大为大电压信号， 不易受地 线电压尖峰的千扰， 从而有效地避免了轻载时谐振变换器由于脉波 信号 V c 。 m 发生错误， 造成同步整流电路中各开关被不正确驱动的现 象发生， 因此该方 案抗千扰能力更强。此外，该同步整流驱动方 法釆用对变换器输出电流釆样， 实现对同步整流晶体管的驱动控制， 不仅简化了以往驱动电路的设计， 而且 可以有效地防止同步整流管直通或输出电压反 灌， 进一步提高了可靠性。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本 领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的 ^"神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。
Next Patent: FOUR-LAYERED PRINTED CIRCUIT BOARD WITH VIAS AND MOBILE TERMINAL USE IT