一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路制造技术

本发明专利技术公开一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，包括电感Lr、电容Cr、变压器T1组成的LLC谐振变换器和移相全桥谐振控制开关管，其特征在于：还包括采集电路、返回PID调节电路、比例放大频率调节电路、软切换频率范围控制电路、移相全桥主控电路；所述返回PID调节电路输入端分别输入调节基准电压(ADJ1)和采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)，返回PID调节电路输出控制电压Vc至移相全桥主控电路；所述比例放大频率调节电路分别输入控制电压Vc和调频调宽基准电压(ADJ2)，其输出端连接移相全桥主控电路；所述软切换频率范围控制电路输入端输入软切换控制信号，其输出端输出频率范围控制信号至移相全桥主控电路。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路
本专利技术涉及谐振开关电源控制领域，特别涉及一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路。
技术介绍
随着开关电源技术的不断更新和快速发展，以及大功率半导体期间的小型化与高频话、高可靠行化，高频开关电源已经渗透到各行各业，串联谐振式开关电源也因为其自身谐振过零特性，开关工作与过零软关断状态，同时因其具有很好的恒流特性，而被广泛用于充电电源中，但由于其工作电流处于不连续模式，相对需要较大开关管电流应力，很难适合用于输出电流较大的直流电源中，因而新型的LLC谐振变换器，越来越得到广泛运用，优其在当前提倡高效节能时代，LLC谐振电源将是绿色电源的发展趋势。然而，单纯变频LLC谐振，对直流输入电源稳定性要求较高，且对于较宽的负载变化范围与较宽输入电压变化范围时，谐振电感与功率变压器将难于设计。在中大功率应用场合，定频移相全桥变换器因其开关管电压应力低，且容易实现零电压开关(ZVSZeroVoltageSwitching)等优点而得到广泛应用，然而其存在不足的是：输入电压变化范围较宽时，输出滤波电感较大；副边整流二极管不是软开关，变换器占空比变化范围宽，高压输入时变换器效率低；轻载时很难实现软开关，也就是轻载时开关损耗大、噪声大，电磁干扰明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述缺陷，提供一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，以达到调高电源整机效率，方便电源中谐振电感和变压器的设计，既可以实现分段区域移相或调频，也可以两者同步调节，同时方便外部数字控制信号接入。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，包括电感Lr、电容Cr、变压器T1组成的LLC谐振变换器和移相全桥谐振控制开关管，所述变压器T1的输出端连接负载，所述移相全桥谐振控制开关管与LLC谐振变换器的输入端连接，其特征在于：还包括采集电路、返回PID调节电路、比例放大频率调节电路、软切换频率范围控制电路、移相全桥主控电路；所述返回PID调节电路输入端分别输入调节基准电压(ADJ1)和所述采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)，所述返回PID调节电路输出控制电压Vc至移相全桥主控电路，以控制移相全桥控制电路输出开关驱动信号；所述比例放大频率调节电路分别输入控制电压Vc和调频调宽基准电压(ADJ2)，其输出端连接移相全桥主控电路，以控制移相全桥主控电路输出开关驱动信号频率调节；所述软切换频率范围控制电路输入端输入软切换控制信号，其输出端输出频率范围控制信号至移相全桥主控电路。所述移相全桥主控电路由移相全桥控制芯片及其外围电路形成。所述移相全桥主控电路输出PWM控制信号至移相全桥谐振控制开关管。该控制电路还包括DSP控制模块，所述的DSP控制模块输入采集模块采集的数据并对数据进行分析处理得到频率软切换控制信号，频率软切换控制信号输入值软切换频率范围控制电路。所述调节基准电压(ADJ1)和调频调宽基准电压(ADJ2)由DSP控制模块设定发出。所述返回PID调节电路包括运放N1，所述采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)输入到运放N1的反相输入端，调节基准电压(ADJ1)输入到运放N1的同相输入端，所述运放N1的输出端与反相输入端之间连接电容C3，电容C4和电阻R5串联后并接在电容C3两端，所述运放N1输出端输出的控制电压Vc依次经过二极管V1的阴极、阳极后输入到移相全桥主控电路。所述比例放大频率调节电路包括运放N2，所述运放N2的同相输入端输入调频调宽基准电压(ADJ2)，其反相输入端输入控制电压Vc，所述运放的反相输入端与输出端通过电阻R7连接，所述运放N2输出端与三极管V3的基极连接，三极管V3的集电极与移相全桥主控电路的频率调节输入端连接，三极管V3的集电极和发射极之间连接有限压二极管V4，限压二极管V4的阳极和三极管V3的发射极均接地。所述软切换频率范围控制电路包括隔离光耦U1、三极管V2，所述软切换控制信号经过隔离光耦U1输入至三极管V2的基极，三极管V2的发射极通过电阻接地，所述三极管V2集电极与移相全桥主控电路的频率调节端连接。所述隔离光耦U1的输入端设置RC滤波电路。本专利技术控制电路的优点为：在较宽的输入电压范围与全负载范围内都可以实现软开关，电源整机效率可达95％，同时方便了谐振电感与变压器的设计，整个变换器结构简单，稳定度和可靠性高。利用简单的元件实现移相调频混合控制，既可以实现分段区域移相或调频，也可以两者同步调节，同时方便外部数字控制信号接入。附图说明图1为本专利技术控制电路电路示意图图2为本专利技术在开关电源中连接示意图图3为本专利技术宽频调整时软切换频率数控程序流程示图具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，包括电感Lr、电容Cr、变压器T1(其中包括激磁电感Lm)组成的LLC谐振变换器和由MOSFET模块V1、V2、V3、V4构成的移相全桥谐振控制开关管，变压器T1的输出端连接负载，移相全桥谐振控制开关管与LLC谐振变换器的输入端连接。还包括采集电路、返回PID调节电路、比例放大频率调节电路、软切换频率范围控制电路、移相全桥主控电路；返回PID调节电路输入端分别输入调节基准电压(ADJ1)和所述采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)，所述返回PID调节电路输出控制电压Vc至移相全桥主控电路，以控制移相全桥控制电路输出开关驱动信号；比例放大频率调节电路分别输入控制电压Vc和调频调宽基准电压(ADJ2)，其输出端连接移相全桥主控电路，以控制移相全桥主控电路输出开关驱动信号频率调节；软切换频率范围控制电路输入端输入软切换控制信号，其输出端输出频率范围控制信号至移相全桥主控电路。移相全桥主控电路通过驱动器驱动移相全桥控制开关管。如图1所示，移相全桥主控电路由移相全桥主控芯片及其外围电路组成，移相全桥芯片型号可以为UCC2895N。移相全桥主控芯片根据输入信号输出PWM控制信号至驱动移相全桥谐振控制开关管的驱动器，已完成驱动控制开关管。DSP控制模块输入端输入采集模块采集的数据并对数据进行分析计算处理得到频率软切换控制信号，频率软切换控制信号输入至软切换频率范围控制电路。电路中的基准电压ADJ1和ADJ2由DSP控制模块设定发出。下面对各模块具体实现电路做进一步说明。如图1中，返回PID调节电路由电容C1、C2、C3、C4，电阻R1、R2、R3、R4、R5和运放N1构成，其中电压或电流返回信号BACK分别经过旁路电容C1接地、电阻R1接地，返回信号BACK经电阻R4接运放N1的反相输入端，设定的调节基准电压ADJ1经过旁路电容C2接地电阻R2后由R3接入运放N1的同相输入端，再运放N1的反相输入端和输出端之间串接一个积分电容C3，同时在N1反相输入端与N1输出端之间并联接一个由C4与R5串联电路，整个连接构成差动PID调节电路，由N1输出端输出相应调节控制信号Vc，调节控制信号Vc输入到移相全桥主控电路的芯片20脚。比例放大频率调节电路包括电阻R6、R7、R8、R15、R17，运放N2，三极管V3和限压二极管V4，调节控制信号Vc经二极管V1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，包括电感Lr、电容Cr、变压器T1组成的LLC谐振变换器和移相全桥谐振控制开关管，所述变压器T1的输出端连接负载，所述移相全桥谐振控制开关管与LLC谐振变换器的输入端连接，其特征在于：还包括采集电路、返回PID调节电路、比例放大频率调节电路、软切换频率范围控制电路、移相全桥主控电路；所述返回PID调节电路输入端分别输入调节基准电压(ADJ1)和所述采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)，所述返回PID调节电路输出控制电压Vc至移相全桥主控电路，以控制移相全桥控制电路输出开关驱动信号；所述比例放大频率调节电路分别输入控制电压Vc和调频调宽基准电压(ADJ2)，其输出端连接移相全桥主控电路，以控制移相全桥主控电路输出开关驱动信号频率调节；所述软切换频率范围控制电路输入端输入软切换控制信号，其输出端输出频率范围控制信号至移相全桥主控电路。

【技术特征摘要】
1.一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，包括电感Lr、电容Cr、变压器T1组成的LLC谐振变换器和移相全桥谐振控制开关管，所述变压器T1的输出端连接负载，所述移相全桥谐振控制开关管与LLC谐振变换器的输入端连接，其特征在于：还包括采集电路、返回PID调节电路、比例放大频率调节电路、软切换频率范围控制电路、移相全桥主控电路；所述返回PID调节电路输入端分别输入调节基准电压(ADJ1)和所述采集电路采集变压器T1输出回路的电压或电流值(back)，所述返回PID调节电路输出控制电压Vc至移相全桥主控电路，以控制移相全桥控制电路输出开关驱动信号；所述比例放大频率调节电路分别输入控制电压Vc和调频调宽基准电压(ADJ2)，其输出端连接移相全桥主控电路，以控制移相全桥主控电路输出开关驱动信号频率调节；所述软切换频率范围控制电路输入端输入软切换控制信号，其输出端输出频率范围控制信号至移相全桥主控电路。2.如权利要求1所述的一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，其特征在于：所述移相全桥主控电路由移相全桥控制芯片及其外围电路形成。3.如权利要求2所述的一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，其特征在于：所述移相全桥主控电路输出PWM控制信号至移相全桥谐振控制开关管。4.如权利要求1所述的一种用于LLC谐振电源的移相调频混合控制电路，其特征在于：还包括DSP控制模块，所述的DSP控制模块输入采集模块采集的数据并对数据进行分析处理得到频率软切换控制信号，频率软切换控制信号输入至软切换频率范围控制电路。5.如权利要求4所述的一种用于LLC谐振电源的一项调频混合控制电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔勇，刘林，宫龙，朱作敏，刘新明，程辉，
申请(专利权)人：芜湖国睿兆伏电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34