一种LLC变换器同步整流管的控制系统技术方案

一种LLC变换器同步整流管的控制系统，包括电压采样电路、高通滤波电路、PI补偿及有效值检测电路、以微控制器MCU为核心的控制系统。利用电路中不可避免存在的寄生电感和寄生电容引起电路波形振荡的原理，当LLC变换器在高频下工作时，同步整流管的漏源电压VDS(SR)通过采样电路将关断期间的漏源电压的变化信号送入高通滤波电路和PI补偿及有效值检测电路得到因寄生参数引起的漏源电压振荡信号的有效值放大信号，并通过以微控制器MCU为核心的控制电路比较当前值与上一次采集值的关系，从而改变同步整流管在下个周期中的导通时间，最终使同步整流管能在最佳的关断点关断，实现同步整流管的最优效率工作。

A Control System of Synchronized Rectifier for LLC Converter

【技术实现步骤摘要】
一种LLC变换器同步整流管的控制系统
本专利技术涉及LLC变换器(谐振变换器)同步整流管的控制方式，尤其涉及一种LLC谐振变换器同步整流管的控制系统。
技术介绍
随着电源技术的不断发展，LLC谐振变换器逐渐成为一种被人们认可的电源拓扑。它具有先天的原边功率管的ZVS导通以及同步整流管的ZCS关断优势，使其能够比其他传统的拓扑达到更高的效率。但是当LLC谐振变换器工作在低压大电流输出时，由于整流二极管较大的导通阻抗，使其损耗大幅增加，从而工作效率降低。同步整流技术的提出，通过采用功率管的导通代替二极管，由于功率管的导通阻抗比二极管小，在低压大电流条件下工作时，能够有效的提高LLC变换器的工作效率。同步整流的方式主要有三类，包括通过采集流过同步整流管的电流，通过采集同步整流管的漏源电压VDS(SR)确定同步整流管的体二极管的导通与否来控制同步整流管的开通与关断，以及目前应用比较广泛的通过采集同步整流管漏源电压VDS(SR)的数字同步整流控制方式，这三种方式分别有以下特点：(1)通过采集流过同步整流电流的方式，是最精确的控制方式，能够准确判断同步整流管的开通与关断，但是采集电流所用的采样电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：包括两个结构相同的控制单元分别对两个同步整流管进行控制，每个同步整流管的控制单元均包括电压采样电路、高通滤波电路、PI补偿及有效值检测电路和以微控制器MCU为核心的控制电路；电压采样电路在副边同步整流管关断期间采集副边同步整流管漏源之间的电压VDS(SR)，并将该电压信号转换成Vsamp输出给高通滤波电路；高通滤波电路将Vsamp中的直流量滤除，留下由于寄生电感和寄生电容谐振产生的振荡信号的交流分量Vhp，并将此振荡信号的交流分量Vhp输出给PI补偿及有效值检测电路进行补偿放大，处理后得到谐振抖动信号的有效值电平VSR，然后输出给以微控制器...

【技术特征摘要】
1.一种LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：包括两个结构相同的控制单元分别对两个同步整流管进行控制，每个同步整流管的控制单元均包括电压采样电路、高通滤波电路、PI补偿及有效值检测电路和以微控制器MCU为核心的控制电路；电压采样电路在副边同步整流管关断期间采集副边同步整流管漏源之间的电压VDS(SR)，并将该电压信号转换成Vsamp输出给高通滤波电路；高通滤波电路将Vsamp中的直流量滤除，留下由于寄生电感和寄生电容谐振产生的振荡信号的交流分量Vhp，并将此振荡信号的交流分量Vhp输出给PI补偿及有效值检测电路进行补偿放大，处理后得到谐振抖动信号的有效值电平VSR，然后输出给以微控制器MCU为核心的控制电路；通过微控制器内部的的控制单元，比较VSR的当前值与上一次采集值之间的关系，之后通过定时器产生驱动信号Driver改变同步整流管在下个周期中的导通时间，最终使同步整流管能够在最佳的关断点关断，实现同步整流管在最佳效率点工作。2.根据权利要求1所述的LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：所述电压采样电路包括电阻R1、电阻R2以及二极管Db，电阻R1的一端连接电源电压Vcc,电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和二极管Db的阳极，二极管Db的阴极连接LLC变换器副边侧其中一个同步整流管的漏极，电阻R2的另一端为电压采样电路的输出端。3.根据权利要求1所述的LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：所述高通滤波电路包括电阻R0和电容C0，电容C0的一端连接电压采样电路的输出端，电容C0的另一端连接电阻R0的一端并作为高通滤波电路的输出端，电阻R0的另一端接地。4.根据权利要求1所述的LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：所述PI补偿及有效值检测电路包括运算放大器OpAmp、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻RF、电容C1、电容CF和二极管D1，电阻R3的一端连接高通滤波电路的输出端，电阻R3的另一端与运算放大器OpAmp的异名端相连，电阻R4一端与运算放大器的同名端相连，电阻R4另一端接地，电阻RF与电容CF并联，并联后的一端连接运算放大器OpAmp的异名端，并联后的另一端连接运算放大器OpAmp的输出端并与二极管D1的阳极相连，电阻R5与电容C1并联，并联后的一端与二极管D1的阴极相连并作为PI补偿及有效值检测电路的输出端，电阻R5与电容C1并联后的另一端接地。5.根据权利要求1所述的LLC变换器同步整流管的控制系统，其特征在于：所述以微控制器MCU为核心的控制电路包括模数转换器ADC、控制单元以及定时器TIMer，模数转换器ADC的输入端连接PI补偿及有效值检测电路的输出端，模数转换器ADC的输出与控制单元之间双向连接，控制单元的输出经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱钦松，许胜有，林峰，王浩，苏巍，刘琦，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32