半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源以及电子装置，该控制方法包括：对输出功率进行检测判断；当输出功率小于预设的第一功率阈值P1且大于预设的第二功率阈值P2时，进入第一跳周期工作模式，当输出功率小于第二功率阈值P2且大于预设的第三功率阈值P3时，进入第二跳周期工作模式，且P1>P2>P3。通过两种跳周期工作模式的结合，使半桥LLC谐振电路在轻载状态下，随着输出功率的降低，降低等效开关频率，实现效率提升的目的。实现效率提升的目的。实现效率提升的目的。

Control method, controller, switching power supply and device of half bridge LLC resonant circuit

【技术实现步骤摘要】
半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源及装置


[0001]本专利技术涉及电源
，特别是涉及一种半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源及装置。

技术介绍

[0002]在开关电源应用中，半桥LLC谐振电路由于其优良的软开关、EMI、高效率以及高功率密度等特性，被广泛应用于消费类电子、工业、通信等领域。但是，对于半桥LLC谐振电路，开关频率随着负载的降低而升高，当负载降低到一定程度后，开关频率明显上升，开关损耗显著增加，导致半桥LLC谐振电路在轻载的时候效率变低。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源及装置，解决半桥LLC谐振电路在轻载的状态下，开关损耗难降低，效率提升有限的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种半桥LLC谐振电路的控制方法，半桥LLC谐振电路包括上开关管、下开关管、谐振电感、激磁电感和谐振电容，包括：对输出功率进行检测判断；当输出功率小于预设的第一功率阈值P1且大于预设的第二功率阈值P2时，进入第一跳周期工作模式，其中，第一跳周期工作模式包括第一周期，第一周期包括第一时长和第二时长，在第一时长，上开关管和下开关管交替导通，在第二时长，上开关管和下开关管同时关断，且第二时长通过自动调节半桥中点的振荡周期个数确定；当输出功率小于第二功率阈值P2且大于预设的第三功率阈值P3时，进入第二跳周期工作模式，其中，第二跳周期工作模式包括第二周期，第二周期根据预设的输出功率
‑
第二周期频率曲线确定，且P1>P2>P3。
[0005]优选的，对输出功率进行检测判断的方法包括：
[0006]通过光耦电流采样电路获得光耦电流，其中，光耦电流采样电路与半桥LLC谐振电路的输出端电连接；通过光耦电流判断输出功率的大小，其中，光耦电流与输出功率成线性关系。
[0007]优选的，第一时长根据预设的输出功率
‑
开关频率曲线或者输出功率
‑
谐振电容电压变化量曲线确定，且在第一时长上管、下管开通、关断的次数预先设置。
[0008]优选的，第二时长通过自动调节半桥中点的振荡周期个数确定的方法具体包括：获取初始第二时长，其中，初始第二时长包括的振荡周期个数的初始值预设；获取用于表征输出功率的光耦电流；根据光耦电流增加或者减少振荡周期个数。
[0009]优选的，根据光耦电流增加或者减少振荡周期个数的步骤具体包括：当光耦电流大于预设的第一电流阈值时，振荡周期个数增加i个以使第二时长增加；当光耦电流小于预设的第二电流阈值时，振荡周期个数减小j个以使第二时长减小；其中，i、j为正整数，第一电流阈值大于第二电流阈值。
[0010]优选的，在振荡周期个数的初始值改变后，半桥LLC谐振电路经过一个动态时间后处于稳定工作状态，其后振荡周期个数可再次增加或减少。
[0011]优选的，第二周期包括第三时长和第四时长，第三时长根据预设的输出功率
‑
开关频率曲线或者输出功率
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谐振电容电压变化量曲线确定，且在第三时长上管、下管开通、关断的次数预先设置。
[0012]优选的，第一功率阈值P1为额定负载功率的15％
‑
40％，第二功率阈值P2为额定负载功率的10％
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25％，第三功率阈值P3为额定负载功率的5％
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20％。
[0013]优选的，在第一跳周期工作模式中，上开关管和下开关管构成的开关组件的开关频率至少在一个功率点存在频率跳变，并且在存在频率跳变的相邻的两个输出功率之间，开关频率随着输出功率降低而线性增大。
[0014]优选的，在第二跳周期工作模式中，上开关管和下开关管构成的开关组件的开关频率随着输出功率下降而线性增加。
[0015]优选的，在第三功率阈值P3对应的跳周期频率为大于或等于20kHz。本专利技术的另一实施例提供了一种半桥LLC谐振电路的控制器，包括：
[0016]检测判断模块，其用于对输出功率进行检测判断；以及第一跳周期控制模块，其用于当输出功率小于预设的第一功率阈值P1且大于预设的第二功率阈值P2时，进入第一跳周期工作模式，其中，第一跳周期工作模式包括第一周期，第一周期包括第一时长和第二时长，在第一时长，上开关管和下开关管交替导通，在第二时长，上开关管和下开关管同时关断，且第二时长通过自动调节半桥中点的振荡周期个数确定；第二跳周期控制模块，其用于当输出功率小于第二功率阈值P2且大于预设的第三功率阈值P3时，进入第二跳周期工作模式，其中，第二跳周期工作模式包括第二周期，第二周期根据预设的输出功率
‑
第二周期频率曲线确定，且P1>P2>P3。
[0017]优选的，第一跳周期控制模块还包括第二时长预设单元、光耦电流获取单元和振荡周期调整单元，其中，第二时长预设单元用于获取初始第二时长，其中，初始第二时长包括的振荡周期个数的初始值预设；光耦电流获取单元用于获取用于表征输出功率的光耦电流；振荡周期调整单元用于根据光耦电流增加或者减少振荡周期个数。
[0018]优选的，振荡周期调整单元还包括第一振荡周期调节单元和第二振荡周期调节单元，第一振荡周期调节单元用于当光耦电流大于预设的第一电流阈值时，振荡周期个数增加i个以使第二时长增加；第二振荡周期调节单元用于当光耦电流小于预设的第二电流阈值时，振荡周期个数减小j个以使第二时长减小；其中，i、j为正整数，第一电流阈值大于第二电流阈值。
[0019]本专利技术的另一实施例提供了一种开关电源，包括半桥LLC谐振电路，还包括前述的半桥LLC谐振电路的控制器，控制器与半桥LLC谐振电路电连接。
[0020]本专利技术的另一实施例提供了一种电子装置，包括前述的半桥LLC谐振电路的控制器或者前述的开关电源。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种半桥LLC谐振电路的控制方法、控制器、开关电源及装置，该控制方法包括：对输出功率进行检测判断；当输出功率小于预设的第一功率阈值P1且大于预设的第二功率阈值P2时，进入第一跳周期工作模式，当输出功率小于第二功率阈值P2且大于预设的第三功率阈值P3时，进入第二跳周期工作模式，且P1>P2>P3。
通过两种跳周期工作模式的结合，使半桥LLC谐振电路在轻载状态下，随着输出功率的降低，降低等效开关频率，实现效率提升的目的。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的开关电源的典型电路图；
[0023]图2是根据本专利技术的一种半桥LLC谐振电路的控制方法一实施例中的方法流程图；
[0024]图3是根据本专利技术的一种半桥LLC谐振电路的控制方法一实施例中的跳周期工作模式的工作流程图；
[0025]图4是本专利技术的半桥LLC谐振电路在连续工作模式下的开关信号波形图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半桥LLC谐振电路的控制方法，所述半桥LLC谐振电路包括上开关管、下开关管、谐振电感、激磁电感和谐振电容，其特征在于，所述控制方法包括：对输出功率进行检测判断；当所述输出功率小于预设的第一功率阈值P1且大于预设的第二功率阈值P2时，进入第一跳周期工作模式，其中，第一跳周期工作模式包括第一周期，所述第一周期包括第一时长和第二时长，在所述第一时长，所述上开关管和所述下开关管交替导通，在所述第二时长，所述上开关管和所述下开关管同时关断，且所述第二时长通过自动调节半桥中点的振荡周期个数确定；当所述输出功率小于所述第二功率阈值P2且大于预设的第三功率阈值P3时，进入第二跳周期工作模式，其中，第二跳周期工作模式包括第二周期，所述第二周期根据预设的输出功率
‑
第二周期频率曲线确定，且P1>P2>P3。2.根据权利要求1所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述对输出功率进行检测判断的方法包括：通过光耦电流采样电路获得光耦电流，其中，所述光耦电流采样电路与所述半桥LLC谐振电路的输出端电连接；通过所述光耦电流判断所述输出功率的大小，其中，所述光耦电流与所述输出功率成线性关系。3.根据权利要求1所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述第一时长根据预设的输出功率
‑
开关频率曲线或者输出功率
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谐振电容电压变化量曲线确定，且在第一时长所述上管、下管开通、关断的次数预先设置。4.根据权利要求1所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述第二时长通过自动调节半桥中点的振荡周期个数确定的方法具体包括：获取初始第二时长，其中，所述初始第二时长包括的振荡周期个数的初始值预设；获取用于表征所述输出功率的所述光耦电流；根据所述光耦电流增加或者减少所述振荡周期个数。5.根据权利要求4所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述光耦电流增加或者减少所述振荡周期个数的步骤具体包括：当所述光耦电流大于预设的第一电流阈值时，所述振荡周期个数增加i个以使所述第二时长增加；当所述光耦电流小于预设的第二电流阈值时，所述振荡周期个数减小j个以使所述第二时长减小；其中，i、j为正整数，所述第一电流阈值大于所述第二电流阈值。6.根据权利要求5所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，在所述振荡周期个数的初始值改变后，所述半桥LLC谐振电路经过一个动态时间后处于稳定工作状态，其后所述振荡周期个数可再次增加或减少。7.根据权利要求1所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述第二周期包括第三时长和第四时长，所述第三时长根据预设的输出功率
‑
开关频率曲线或者输出功率
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谐振电容电压变化量曲线确定，且在第三时长所述上管、下管开通、关断的次数预先设置。8.根据权利要求1所述的半桥LLC谐振电路的控制方法，其特征在于，所述第一功率阈值P1为额定负载功率的15％
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40％，所述第二功率阈值P2为额定负...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文斌，李镇福，
申请(专利权)人：深圳市稳先微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：