对称半桥LLC拓扑电路及电源电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种对称半桥LLC拓扑电路及电源电路，其中，对称半桥LLC拓扑电路包括：原边谐振电路和副边整流电路；其中，所述原边谐振电路包括2个谐振电容、2个钳位二极管、2个原边半导体场效应管、2个栅极静电放电电阻及1个变压器；所述副边整流电路包括2个同步整流管、2个栅极静电放电电阻、1个输出检流电阻、6个高频滤波电容、1个输出差模电感以及6个输出滤波电容。通过本实用新型专利技术的技术方案，整个电路设计合理，既能够为电机启动瞬间提供大的启动电流提供支撑，又能在短路时限制输出能力，协助完成短路自恢复。

【技术实现步骤摘要】
对称半桥LLC拓扑电路及电源电路
本技术涉及新能源电控
，具体而言，涉及一种对称半桥LLC拓扑电路和电源电路。
技术介绍
市场需求一款AC220V输入、27.5V25A输出的电源，该电源需要具备2个功能：1、能够支持电气启动，启动过程需要提供150A10ms启动电流；2、能够实现短路自恢复功能。然而，目前市面上的相关LLC类型控制电路不具备传统的PWM控制功能，也即无法通过原边限流把占空比调节很小，做到0V起调，从而无法实现短路自恢复功能，另外也不能提供远超额定功率5-10倍的能力，无法满足市场需求，亟待进行改进。
技术实现思路
本技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的对称半桥LLC拓扑电路，整个电路设计合理，既能够为电机启动瞬间提供大的启动电流提供支撑，又能在短路时限制输出能力，协助完成短路自恢复。有鉴于此，本技术提出了一种新的对称半桥LLC拓扑电路，包括：原边谐振电路和副边整流电路；其中，所述原边谐振电路包括2个谐振电容、2个钳位二极管、2个原边半导体场效应管、2个栅极静电放电电阻及1个变压器；所述副边整流电路包括2个同步整流管、2个栅极静电放电电阻、1个输出检流电阻、6个高频滤波电容、1个输出差模电感以及6个输出滤波电容。根据本技术的第二方面，提出了一种电源电路，包括：如上述技术方案所述的对称半桥LLC拓扑电路；电压环补偿器、电流环补偿器、控制芯片、MCU采样处理系统；其中，所述MCU采样处理系统用于采集所述对称半桥LLC拓扑电路的输出电压以及输出电流，所述MCU采样处理系统分别电连接至所述电压环补偿器、电流环补偿器以及控制芯片，所述控制芯片分别电连接至所述电压环补偿器、电流环补偿器以及所述对称半桥LLC拓扑电路中的原边半导体场效应管，所述控制芯片根据所述电压环补偿器、所述电流环补偿器以及所述MCU采样处理系统的信号调控所述原边半导体场效应管的工作状态。通过以上技术方案，整个电路设计合理，对称半桥LLC拓扑电路既能够为电机启动瞬间提供大的启动电流提供支撑，又能在短路时限制输出能力，协助完成短路自恢复，具体应用于电源电路时，通过电压环路、电流环路、控制芯片、原边钳位二极管、MCU采样处理系统、输出电解电容的配合，解决了电机启动瞬间需要提供瞬时超出额定功率5倍的启动能力的问题，又解决了短路保护不至于过于敏感不能区分电机启动还是短路问题，并能可靠实现短路保护，通过MCU采样处理系统的配合，从而可以带动电机启动，并能短路自恢复。附图说明图1示出了根据本技术的实施例的对称半桥LLC拓扑电路的电路结构图；图2示出了根据本技术的实施例的电源电路的电路结构图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。以下结合图1和图2对本技术的技术方案做进一步说明：本实施例中，对称半桥LLC拓扑电路包括：原边谐振电路和副边整流电路；其中，原边谐振电路包括2个谐振电容、2个钳位二极管、2个原边半导体场效应管、2个栅极静电放电电阻及1个变压器；副边整流电路包括2个同步整流管、2个栅极静电放电电阻、1个输出检流电阻、6个高频滤波电容、1个输出差模电感以及6个输出滤波电容。具体地，如图1所示，原边谐振电路中2个谐振电容位号为C1、C2，2个钳位二极管位号为D1、D2，2个原边半导体场效应管位号为Q1、Q2，2个栅极静电放电电阻位号为R1、R2，变压器位号为T1，副边整流电路中2个同步整流管位号为Q3、Q4，2个栅极静电放电电阻位号为R3、R4，1个输出检流电阻位号为R5，6个高频滤波电容位号为C3、C4、C5、C6、C7、C8，1个输出差模电感位号为L2，6个输出滤波电容位号为EC1、EC2、EC3、EC4、EC5、EC6。在设计电路时，考虑为实现市场对电源的功能需求，提出可通过将LLC拓扑输出并联大电解滤波电容，在电机启动时，通过大电解滤波电容提供瞬时能量，不至于输出电压被拉很低，而LLC拓扑通过自身环路控制限流到自身最大输出电流，以保障LLC在电机启动瞬间不损坏，在电机启动完成后，LLC缓慢补充电机启动过程的能力损失到输出并联大电解电容，直到电压恢复到正常值，从而实现电气启动过程；在遇到工作过程中输出短路情况下：LLC拓扑原边谐振电容电压瞬间增加，当超过母线电压时，通过的钳位二极管，能量反馈到母线和地，从而来限制其输出能力，同时控制芯片限制其最低工作频率，防止变压器和谐振电感饱和，从而实现LLC输出短路瞬间，原边谐振电流可控制，不至于瞬间过流或磁饱和导致失效；在此时，检测输出电压和输出电流，当输出电压低于某个值且输出电流大于某个值，持续时间超出某个值，判定短路，关闭LLC输出；再次启机，当输入上电无其他故障情况下，每隔一段时间，主动控制LLC开机；检测在发送开机命令后，输出电压在某个时间端内超出某个值，判定正常，LLC继续开机，如条件不符合，判定为短路，等待下一次开机试探。具体，将该对称半桥LLC拓扑电路应用于电源电路时，如图2所示，包括：如图1所示的对称半桥LLC拓扑电路；电压环补偿器、电流环补偿器、控制芯片、MCU采样处理系统。其中，MCU采样处理系统用于采集对称半桥LLC拓扑电路的输出电压以及输出电流，MCU采样处理系统分别电连接至电压环补偿器、电流环补偿器以及控制芯片，控制芯片分别电连接至电压环补偿器、电流环补偿器以及对称半桥LLC拓扑电路中的原边半导体场效应管，控制芯片根据电压环补偿器、电流环补偿器以及MCU采样处理系统的信号调控原边半导体场效应管的工作状态。具体地，各个元器件的相互关系如下：1.控制芯片根据电压环补偿器的输出电压反馈和MCU采样处理系统给定电压基准控制原边半导体场效应管工作；2.控制芯片根据电流环补偿器的输出电流反馈和MCU采样处理系统给定电流基准控制原边半导体场效应管工作；3.电压环补偿器和电流环补偿器为双环竞争关系；4.MCU采样处理系统采样输出电压、输出电流，能够控制控制芯片使能工作；其中，MCU采样处理系统开关机状态描述：1）关机状态：电压环给定电压基准为0，电流环给定基准为0，控制芯片控制给关机信号；2）开机状态（正常输出）：电压环给定电压基准为额定电压对应值，电流环给定基准为额定电流对应值，控制芯片控制给开机信号；3）关机-》开机状态：控制芯片控制给开机信号，电压环给定电压基准从0逐渐升高到额定电压对应值，电流环给定基准从0逐渐升高到额定电流对应值；4）开机-》关机状态：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对称半桥LLC拓扑电路，其特征在于，包括：/n原边谐振电路和副边整流电路；/n其中，所述原边谐振电路包括2个谐振电容、2个钳位二极管、2个原边半导体场效应管、2个栅极静电放电电阻及1个变压器；所述副边整流电路包括2个同步整流管、2个栅极静电放电电阻、1个输出检流电阻、6个高频滤波电容、1个输出差模电感以及6个输出滤波电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种对称半桥LLC拓扑电路，其特征在于，包括：
原边谐振电路和副边整流电路；
其中，所述原边谐振电路包括2个谐振电容、2个钳位二极管、2个原边半导体场效应管、2个栅极静电放电电阻及1个变压器；所述副边整流电路包括2个同步整流管、2个栅极静电放电电阻、1个输出检流电阻、6个高频滤波电容、1个输出差模电感以及6个输出滤波电容。


2.一种电源电路，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的对称半桥LLC拓扑电路；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家书，焦朋朋，冯鹏辉，张卫东，
申请(专利权)人：洛阳嘉盛电源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41