一种谐振变换器的控制电路及方法技术

本发明专利技术提供了一种谐振变换器的控制电路及方法，该控制电路包括：所述谐振变换器包括原边主功率开关S1、原边主功率开关S2、副边整流开关S3和副边整流开关S4，所述谐振变换器的控制电路包括依次连接的副边驱动电路、异或门、脉冲同步电路、锁相环电路、分频电路和原边驱动电路；其中，所述副边驱动电路与所述副边整流开关S3、副边整流开关S4连接，所述原边驱动电路与所述原边主功率开关S1、原边主功率开关S2连接。相对于现有技术，本发明专利技术通能过迅速调整谐振变换器的开关频率，使其与谐振电路的谐振频率一致，进而提高谐振变换器的鲁棒性和适用范围。适用范围。适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振变换器的控制电路及方法


[0001]本专利技术涉及谐振变换器控制
，尤其涉及一种谐振变换器的控制电路及方法。

技术介绍

[0002]谐振式功率变换器的主功率电路由谐振电路构成，谐振电路通常由谐振电感和谐振电容组合构成。例如常见的LC谐振变换器、LLC谐振变换器等。谐振变换器根据其拓扑的工作特点以及性能要求，需要设定其开关频率与谐振频率相对固定的关系。例如有的谐振变换器希望工作在谐振频率，以降低变换器的阻抗，实现软开关。有的谐振变换器希望工作在某一频率范围，例如LLC谐振变换器，通常要求开关频率高于谐振频率从而使拓扑的功率开关工作在软开关状态。
[0003]针对某一台谐振变换器，我们可以设定并调节其开关频率与谐振频率完全一致。然而，如果温度、气压等条件发生变化，谐振电路中的电感和电容的参数值也会发生一定的漂移。这种参数变化在低频应用中影响不大。但在开关频率为1MHz及以上的变换器应用中，由于其谐振电容和谐振电感的取值本身就比较小，微小的器件参数漂移都会对变换器的工作状态、转换效率产生较为明显的影响。此外，在批量化生产中，同一标称值的电感或电容器件本身也有一定的误差范围，这样决定了其谐振频率会有一定的偏差。因此，对于批量化生产，某一固定的开关频率控制电路方案，难以使所有变换器都工作在最佳状态。
[0004]目前市面上常见的功率变换器控制电路方案多数是脉冲宽度调制(PWM)控制方式，这种控制方式不适合应用在谐振电路。还有一部分控制方案是脉冲频率调制(PFM)方式，应用在LLC谐振电路中的，这种控制方案开关频率变化范围很大，无法实现锁定谐振频率的控制方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种谐振变换器的控制电路及方法，旨在通过迅速调整谐振变换器的开关频率，使其与谐振电路的谐振频率一致，进而提高谐振变换器的鲁棒性和适用范围。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提出一种谐振变换器的控制电路，包括：所述谐振变换器包括原边主功率开关S1、原边主功率开关S2、副边整流开关S3和副边整流开关S4，所述谐振变换器的控制电路包括依次连接的副边驱动电路、异或门、脉冲同步电路、锁相环电路、分频电路和原边驱动电路；其中，所述副边驱动电路与所述副边整流开关S3、副边整流开关S4连接，所述原边驱动电路与所述原边主功率开关S1、原边主功率开关S2连接；
[0007]所述副边驱动电路用于检测谐振电路谐振频率并且驱动副边功率开关S3和S4导通和关闭；
[0008]所述异或门用于对所述电流检测和驱动电路中S4门极驱动电压波形PWMS进行波形采样和处理转化为脉冲波形PWM1；
[0009]所述脉冲同步电路用于对所述脉冲波形PWM1进行滤波和放大处理，将PWM1转化为直流信号V1，并将接收到的原边功率开关S1的驱动信号PWM3转化为对应的直流信号V2，根据所述直流信号V1和直流信号V2输出调节电压ΔV；
[0010]所述分频电路用于对所述输出信号PWM2进行波形调整后产生输出信号PWM3和输出信号PWM4，其中，所述输出信号PWM3和输出信号PWM4的频率相同，占空比大小相同并且都略小于50％，相位相差180度；
[0011]所述锁相环电路用于根据所述调节电压调整输出频率，使得输出信号PWM3与PWM1保持同频率和同相位；
[0012]所述原边驱动电路用于对所述输出信号PWM3和输出信号PWM4进行放大，驱动所述原边功率开关S1和原边功率开关S2工作。
[0013]本专利技术进一步的技术方案是，所述副边驱动电路采用驱动芯片TEA1995T。
[0014]本专利技术进一步的技术方案是，所述副边驱动芯片由输出电压Vout供电，所述驱动芯片的供电引脚VCC和地引脚GND分别连接所述输出电压Vout的高电平和低电平；所述驱动芯片的GDA引脚、DSA引脚、SSA引脚分别连接所述副边整流开关S4的门极、漏极和源极，所述驱动芯片的GDB引脚、DSB引脚、SSB引脚分别连接所述副边整流开关S3的门极、漏极和源极。
[0015]本专利技术进一步的技术方案是，所述脉冲同步电路包括运算放大器A、运算放大器B和运算放大器C，所述运算放大器A用于对所述脉冲波形PWM1进行滤波和放大处理，将PWM1转化为直流信号V1，所述运算放大器B用于将接收到的原边功率开关S1的驱动信号PWM3转化为对应的直流信号V2，所述运算放大器用于对所述直流信号V1和直流信号V2进行比较和闭环反馈补偿，输出调节电压ΔV。
[0016]本专利技术进一步的技术方案是，所述锁相环电路采用芯片CD4046，所述芯片CD4046电路设定的频率范围涵盖所述谐振变换器的谐振频率的变换范围。
[0017]为实现上述目的，本专利技术还提出一种谐振变换器的控制方法，所述方法应用于如上所述的谐振变换器的控制电路，所述方法包括以下步骤：
[0018]所述副边驱动电路检测谐振电路谐振频率并且驱动副边功率开关S3和S4导通和关闭；
[0019]所述异或门对所述电流检测和驱动电路中S4的门极驱动电压波形PWMS进行波形采样和处理转化为脉冲波形PWM1；
[0020]所述脉冲同步电路对所述脉冲波形PWM1进行滤波和放大处理，将PWM1转化为直流信号V1，并将接收到的原边功率开关S1的驱动信号PWM3转化为对应的直流信号V2，根据所述直流信号V1和直流信号V2输出调节电压ΔV；
[0021]所述分频电路对所述输出信号PWM2进行波形调整后产生输出信号PWM3和输出信号PWM4，其中，所述输出信号PWM3和输出信号PWM4的频率相同，占空比大小相同并且都略小于50％，相位相差180度；
[0022]所述锁相环电路根据所述调节电压调整输出频率，使得输出信号PWM3与PWM1保持同频率和同相位；
[0023]所述原边驱动电路对所述输出信号PWM3和输出信号PWM4进行放大，驱动所述原边功率开关S1和原边功率开关S2工作。
[0024]本专利技术谐振变换器的控制电路及方法的有益效果是：本专利技术通过上述技术方案，
通能过迅速调整谐振变换器的开关频率，使其与谐振电路的谐振频率一致，进而提高谐振变换器的鲁棒性和适用范围。
附图说明
[0025]图1是本专利技术谐振变换器的控制电路的电路结构示意图；
[0026]图2是驱动芯片TEA1995T的电路结构示意图；
[0027]图3是副边整流开关S3和S4的波形示意图；
[0028]图4是PWM整形电路的示意图；
[0029]图5是运算放大器A和B的结构示意图；
[0030]图6是运算放大器C的结构示意图；
[0031]图7是锁相环电路的结构示意图；
[0032]图8是生成两路PWM驱动信号方案示意图；
[0033]图9是本专利技术谐振变换器的控制方法较佳实施例的流程示意图。
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振变换器的控制电路，其特征在于，包括：所述谐振变换器包括原边主功率开关S1、原边主功率开关S2、副边整流开关S3和副边整流开关S4，所述谐振变换器的控制电路包括依次连接的副边驱动电路、异或门、脉冲同步电路、锁相环电路、分频电路和原边驱动电路；其中，所述副边驱动电路与所述副边整流开关S3、副边整流开关S4连接，所述原边驱动电路与所述原边主功率开关S1、原边主功率开关S2连接；所述副边驱动电路用于检测谐振电路谐振频率并且驱动副边功率开关S3和S4导通和关闭；所述异或门用于对所述电流检测和驱动电路中S4门极驱动电压波形PWMS进行波形采样和处理转化为脉冲波形PWM1；所述脉冲同步电路用于对所述脉冲波形PWM1进行滤波和放大处理，将PWM1转化为直流信号V1，并将接收到的原边功率开关S1的驱动信号PWM3转化为对应的直流信号V2，根据所述直流信号V1和直流信号V2输出调节电压ΔV；所述分频电路用于对所述输出信号PWM2进行波形调整后产生输出信号PWM3和输出信号PWM4，其中，所述输出信号PWM3和输出信号PWM4的频率相同，占空比大小相同并且都略小于50％，相位相差180度；所述锁相环电路用于根据所述调节电压调整输出频率，使得输出信号PWM3与PWM1保持同频率和同相位；所述原边驱动电路用于对所述输出信号PWM3和输出信号PWM4进行放大，驱动所述原边功率开关S1和原边功率开关S2工作。2.根据权利要求1所述的谐振变换器的控制电路，其特征在于，所述副边驱动电路采用驱动芯片TEA1995T。3.根据权利要求2所述的谐振变换器的控制电路，其特征在于，所述副边驱动芯片由输出电压Vout供电，所述驱动芯片的供电引脚VCC和地引脚GND分别连接所述输出电压Vout的高电平和低电平；所述驱动芯片的GDA引脚、DSA引脚、SSA引脚分别连接所述副边整流开关S4的门极、漏极和源极，所述驱动芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟强，王晨，刘贺，曲璐，赖孔春，魏志丽，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：