LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路技术

本发明专利技术提供了一种LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路，轻载模式包括第一时间阶段和第二时间阶段，其中在第一时间阶段，交替导通LLC谐振电路的上管和下管；在第二时间阶段，同时关断上管和下管，当经过预设的等待周期或时长后，在开关电压谷底位置由第二时间阶段切换至第一时间阶段；交替重复第一时间阶段和第二时间阶段直至退出轻载模式。本发明专利技术提出的用于LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路，具有稳定的系统控制，降低了开关损耗，提升了效率，同时能用于消除音频噪声和降低输出纹波。纹波。纹波。

【技术实现步骤摘要】
LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路


[0001]本专利技术涉及电子领域，具体但不限于涉及一种LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路。

技术介绍

[0002]提升电源系统功率密度和效率一直是电源系统的重要研究方向。采用开关电源并提升开关频率是其中的方法之一，但是频率的提升也会影响开关损耗。因此，软开关技术被采用于高频开关电源系统。LLC谐振电路利用谐振特性使开关工作于软开关状态，同时具有高频的特性，因此具有较高的电源系统功率密度和效率。
[0003]图1示出了LLC谐振电路。LLC谐振电路的原边电路包括两个功率开关包括上管Q1和下管Q2、谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr，其中谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr构成谐振网络。LLC谐振电路的副边电路包括整流管D1和D2，以及输出电容Co用于提供输出电压VO。为了提高系统的效率，在负载较低时可通过降低开关频率降低功耗。图2示出了LLC谐振电路的常规轻载控制方式。在这种轻载控制方式中，当检测到负载反馈信号低于阈值，则进入轻载模式(Burst in)，控制上管Q1和下管Q2同时关断，当检测到负载反馈信号高于阈值，则进入正常模式(Burst out)。其中在正常模式下，当负载较低时，开关周期变短，开关频率增高。所以在这种控制方式中，无法将开关频率降到足够低，依然会有较大的待机损耗，而且轻载模式的关断时长往往会产生较大的输出纹波和音频噪音。
[0004]有鉴于此，需要提供一种新的结构或控制方法，以期解决上述至少部分问题。
专利技术内容
[0005]至少针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术提出了一种LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路。
[0006]根据本专利技术的一个方面，一种LLC谐振电路的轻载控制方法，在进入轻载模式后，轻载控制包括第一时间阶段和第二时间阶段，其中：在第一时间阶段，交替导通LLC谐振电路的上管和下管至少各一次；在第二时间阶段，同时关断上管和下管，当经过预设的等待周期或时长后，在开关电压谷底位置由第二时间阶段切换至第一时间阶段，其中开关电压为上管和下管耦接点的电压；交替重复第一时间阶段和第二时间阶段，直至退出轻载模式。
[0007]在一个实施例中，第一时间阶段包括：第一控制阶段，导通下管，关断上管；第二控制阶段，导通上管，关断下管；以及第三控制阶段，导通下管，关断上管。
[0008]在一个实施例中，第一控制阶段、第二控制阶段和第三控制阶段构成一个完整的谐振周期。
[0009]在一个实施例中，当进入第一控制阶段时，谐振电流从零值开始反向增大；在第二控制阶段，当满足环路控制条件时，由第二控制阶段进入第三控制阶段；在第三控制阶段，当谐振电流由正值下降至零值时，退出第三控制阶段进入第二时间阶段用于同时关断上管和下管。
[0010]在一个实施例中，第一控制阶段时间长度为第二控制阶段时间长度与第三控制阶段时间长度之差。
[0011]在一个实施例中，在第一控制阶段，谐振电流从零值开始反向增大；在第二控制阶段，当满足环路控制条件时，由第二控制阶段进入第三控制阶段；在第三控制阶段，在谐振电流由正向值下降至零值后继续保持，直至经过预设时间长度或谐振电容电压下降至预设范围时进入第二时间阶段，同时关断上管和下管。在一个实施例中，预设时间长度为第二控制阶段时长的40％至60％。在一个实施例中，预设范围为谐振电容电压峰值的40％至60％。
[0012]在一个实施例中，第一控制阶段下管关断的条件和第二控制阶段上管关断的环路控制条件对称。第一控制阶段下管关断的条件可包括如下之一：谐振电流达到上管关断时电流阈值的反向值；电压反馈信号达到上管关断时电压阈值的反向值；或下管导通持续时长为第二控制阶段时长与第三控制阶段时长之差。
[0013]在一个实施例中，在第一控制阶段，谐振电流从零值反向增大，当谐振电流达到第一阈值时，进入第二控制阶段；在第二控制阶段，谐振电流先反向减小至零值，再正向增大到最高值再减小，当谐振电流减小到第二阈值时，由第二控制阶段进入第三控制阶段，其中第一阈值为第二阈值的相反数；在第三控制阶段，谐振电流先下降至零值再反向增大，当谐振电流反向增大至预设峰值时，进入第二时间阶段，同时关断上管和下管。
[0014]在一个实施例中，当由第二时间阶段切换至第一时间阶段时，谐振电流为零值。
[0015]在一个实施例中，第一时间阶段包括一至多个完整的谐振周期。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，一种LLC谐振电路的轻载控制方法包括：在第一时间阶段，将一个LLC控制周期拆分成三个控制阶段，其中在第一个控制阶段中导通下管、关断上管，在第二个控制阶段导通上管、关断下管，在第三个控制阶段再次导通下管、关断上管；以及在第二时间阶段，同时关断上管和下管，当经过预设的等待周期或时长后重新进入第一时间阶段。
[0017]在一个实施例中，在第二时间阶段，当经过预设的等待周期或时长后，当检测到电压谷底位置时重新进入第一时间阶段。
[0018]根据本专利技术的又一个方面，一种用于LLC谐振电路的轻载控制电路在进入轻载模式后，控制在第一时间阶段LLC谐振电路的上管和下管交替导通，当满足预定条件时，控制进入第二时间阶段；在第二时间阶段，同时关断上管和下管，在经过预设的振荡周期或时长后在开关电压谷底位置再次进入第一时间阶段，交替重复第一时间阶段和第二时间阶段。
[0019]在一个实施例中，轻载控制电路，包括：逻辑电路，包括或门，或门具有两个输入端和一个输出端，或门输出端的信号用于控制下管的关断；第一触发电路，耦接或门，用于控制下管的导通和关断；以及第二触发电路，用于控制上管的导通和关断。
[0020]本专利技术提出的用于LLC谐振电路的轻载控制方法和轻载控制电路，具有稳定的系统控制，降低了开关损耗，提升了效率，同时能用于消除音频噪声和降低输出纹波。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，与说明描述一起用于解释本专利技术的实施例，并不构成对本专利技术的限制。
[0022]图1示出了LLC谐振电路；
[0023]图2示出了LLC谐振电路的常规轻载控制方式；
[0024]图3示出了根据本专利技术一实施例的LLC谐振电路示意图；
[0025]图4示出了根据本专利技术一实施例的用于LLC谐振电路的轻载控制方法波形示意图；
[0026]图5示出了根据本专利技术一实施例的用于LLC谐振电路的轻载控制方法示意图；
[0027]图6示出了根据本专利技术另一实施例的用于LLC谐振电路的轻载控制方法示意图；
[0028]图7示出了根据本专利技术一实施例的对应图6所示轻载控制方法的轻载控制电路中的部分电路示意图；
[0029]图8示出了根据本专利技术一实施例的对应图6所示轻载控制方法的控制波形示意图。
具体实施方式
[0030]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LLC谐振电路的轻载控制方法，在进入轻载模式后，轻载控制包括第一时间阶段和第二时间阶段，其中：在第一时间阶段，交替导通LLC谐振电路的上管和下管至少各一次；在第二时间阶段，同时关断上管和下管，当经过预设的等待周期或时长后，在开关电压谷底位置由第二时间阶段切换至第一时间阶段，其中开关电压为上管和下管耦接处的电压；交替重复第一时间阶段和第二时间阶段，直至退出轻载模式。2.如权利要求1所述的轻载控制方法，其中第一时间阶段包括：第一控制阶段，导通下管，关断上管；第二控制阶段，导通上管，关断下管；以及第三控制阶段，导通下管，关断上管。3.如权利要求2所述的轻载控制方法，其中第一控制阶段、第二控制阶段和第三控制阶段构成一个完整的谐振周期。4.如权利要求2所述的轻载控制方法，其中在第一控制阶段时，谐振电流从零值开始反向增大；在第二控制阶段，当满足环路控制条件时，由第二控制阶段进入第三控制阶段；在第三控制阶段，当谐振电流由正值下降至零值时，退出第三控制阶段进入第二时间阶段用于同时关断上管和下管。5.如权利要求4所述的轻载控制方法，其中第一控制阶段的时间长度为第二控制阶段的时间长度与第三控制阶段的时间长度之差。6.如权利要求2所述的轻载控制方法，其中在第一控制阶段，谐振电流从零值开始反向增大；在第二控制阶段，当满足环路控制条件时，由第二控制阶段进入第三控制阶段；在第三控制阶段，在谐振电流由正值下降至零值后继续保持，直至经过预设时间长度或谐振电容电压下降至预设范围时退出第三控制阶段进入第二时间阶段用于同时关断上管和下管。7.如权利要求6所述的轻载控制方法，其中所述预设时间长度为第二控制阶段时长的40％至60％。8.如权利要求6所述的轻载控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞秀峰，林官秋，
申请(专利权)人：深圳市必易微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：