谐振变换器及其控制电路和控制方法技术

本申请公开了一种谐振变换器及其控制电路和控制方法，谐振变换器包括第一开关管和第二开关管，第一开关管和第二开关管串联组成桥臂，控制电路包括：控制模块，以桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压以产生第一驱动信号和第二驱动信号；第一驱动模块，以桥臂的中点为第一参考地，用于根据第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动模块，以桥臂的接地端为第二参考地，用于根据第二控制信号产生第二驱动信号；其中，第一驱动信号用于控制第一开关管的导通与关断，第二驱动信号用于控制第二开关管的导通与关断，降低成本，减小控制电路的占用面积从而实现小型化。电路的占用面积从而实现小型化。电路的占用面积从而实现小型化。

【技术实现步骤摘要】
谐振变换器及其控制电路和控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体地，涉及一种谐振变换器及其控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]谐振变换器是一种高效的功率变换电路，通过谐振实现高效率功率变换的目的。这里所说的谐振变换器，包括串联谐振变换器、并联变换谐振电路以及LLC谐振变换器。传统的谐振变换器具有原边开关管容易实现软开关，副边开关管可以实现软恢复，开关损耗低，效率高的优点。电荷泵式半桥谐振功率变换器常应用于大功率LED照明系统。
[0003]图1示出现有技术中谐振变换器的电路结构示意图。如图1所示，现有技术中的谐振变换器100为电荷泵式半桥谐振变化电路。该谐振变换器的原边为半桥逆变电路，交流电源AC经由第一整流电路110整流后输入。电荷泵电路120包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1和第二电容C2，谐振电路130包括谐振电容Cr和谐振电感Lr。电荷泵电路120与谐振电流130组成电荷泵PFC电路，用于功率因素校准。第一开关管Q1和第二开关管Q2串联形成桥臂140，第一开关管Q1和第二开关管Q2交替导通和关断，从而在半桥逆变电路的原边形成高频交流信号，经由变压器T1传递至副边。在变压器T1的副边，高频交流信号经第二整流电路160整流，经输出电容Co滤波后，给LED负载供电。
[0004]传统的控制电路150与第一开关管Q1和第二开关管Q2之间的节点连接以采样原边绕组的谐振电流信号，并根据该谐振电流信号产生控制信号，该控制信号经由外置变压器T2隔离传输至第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端，以控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的导通与关断。
[0005]现有技术中采用外置变压器方式来驱动两个开关管，提高电路的成本，且不易于电路的小型化。

技术实现思路

[0006]鉴于上述内容，本专利技术的目的在于提供一种谐振变换器及其控制电路和控制方法，降低成本，减小控制电路的占用面积从而实现小型化。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供一种谐振变换器的控制电路，所述谐振变换器包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管串联组成桥臂，所述控制电路包括：控制模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压以产生第一驱动信号和第二驱动信号；第一驱动模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动模块，以所述桥臂的接地端为第二参考地，用于根据所述第二控制信号产生第二驱动信号；其中，第一驱动信号用于控制第一开关管的导通与关断，第二驱动信号用于控制第二开关管的导通与关断。
[0008]优选地，所述控制模块包括：跨导放大器，用于根据所述电流采样信号和基准电压
产生补偿信号；控制单元，用于根据所述补偿信号产生第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号的相位相反。
[0009]优选地，所述跨导放大器的正相输入端接收基准电压，反相输入端接收所述电流采样信号，输出端输出所述补偿信号，输出端经由补偿电容与桥臂的中点连接。
[0010]优选地，所述控制单元包括第一电流源、第三电容、开关、第一比较器、触发器、第一延时器至第三延时器，其中，第一电流源和第三电容并联连接在第一比较器的正相输入端和接地端之间，并向所述第一比较器提供第一电压信号；第一比较器的正相输入端接收第一电压信号，反相输入端接收所述补偿信号，输出端输出时钟信号；开关并联连接在第三电容的两端，其控制端经由第一延时器接收所述时钟信号；触发器，其时钟端接收所述时钟信号，第一输出端输出触发信号，第二输出端输出非触发信号，输入端接收所述非触发信号；所述触发信号经由第二延时器输出所述第一控制信号；所述非触发信号经由第三延时器输出所述第二控制信号，其中，第二延时器和第三延时器的延时时间相同。
[0011]优选地，当所述第一电压信号小于所述补偿信号时，所述时钟信号为无效电平；当所述第一电压信号不小于所述补偿信号时，所述时钟信号为有效电平，所述时钟信号的脉宽与第一延时器的延时时间相同。
[0012]优选地，所述时钟信号从无效电平跳变至有效电平时，所述触发信号间隔出现上升沿和下降沿。
[0013]优选地，所述第一驱动模块包括第一缓冲单元，用于对所述第一控制信号进行信号增强以产生第一驱动信号。
[0014]优选地，所述第二驱动模块包括：隔离单元，用于对所述第二控制信号进行隔离传输；第二缓冲单元，用于对隔离传输后的第二控制信号进行信号增强以产生第二驱动信号。
[0015]优选地，所述隔离单元为第二变压器，所述第二变压器包括原边绕组和副边绕组，所述第二变压器的原边绕组的第一端接收第二控制信号，第二端与桥臂的中点连接；所述第二变压器的副边绕组的第一端与第二缓冲单元的输入端连接，第二端与桥臂的接地端连接。
[0016]优选地，所述隔离单元为光耦，所述光耦的第一输入端接收第二控制信号，第二输入端与桥臂的中点连接，第一输出端与第二缓冲单元的输入端连接，第二输出端与桥臂的接地端连接。
[0017]优选地，所述隔离单元为电平移位电路，所述电平移位电路的第一输入端接收第二控制信号，第二输入端与桥臂的中点连接，第一输出端与第二缓冲单元的输入端连接，第二输出端与桥臂的接地端连接。
[0018]优选地，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二开关管关断。
[0019]根据本专利技术的另一方面，提供一种谐振变换器，包括：第一变压器，所述第一变压器包括原边绕组和副边绕组；桥臂，包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管之间的中间节点作为所述桥臂的中点和第一参考地，所述第二开关管的第二端与所述谐振变换器的地连接，所述谐振变换器的地为第二参考地，所述桥臂的中点
经由采样电阻与所述第一变压器的原边绕组的第二端连接；谐振电路，与所述第一变压器的原边绕组的第一端相连接形成谐振回路；控制电路，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压以产生第一驱动信号和第二驱动信号，其中，第一驱动信号用于控制第一开关管的导通与关断，第二驱动信号用于控制第二开关管的导通与关断。
[0020]优选地，所述控制电路包括：控制模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压产生第一控制信号和第二控制信号；第一驱动模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动模块，以所述桥臂的接地端为第二参考地，用于根据所述第二控制信号产生第二驱动信号。
[0021]优选地，所述控制模块包括：跨导放大器，用于根据所述电流采样信号和基本文档来自技高网...

【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，所述谐振变换器包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管串联组成桥臂，所述控制电路包括：控制模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压以产生第一驱动信号和第二驱动信号；第一驱动模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动模块，以所述桥臂的接地端为第二参考地，用于根据所述第二控制信号产生第二驱动信号；其中，第一驱动信号用于控制第一开关管的导通与关断，第二驱动信号用于控制第二开关管的导通与关断。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：跨导放大器，用于根据所述电流采样信号和基准电压产生补偿信号；控制单元，用于根据所述补偿信号产生第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号的相位相反。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述跨导放大器的正相输入端接收基准电压，反相输入端接收所述电流采样信号，输出端输出所述补偿信号，输出端经由补偿电容与桥臂的中点连接。4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述控制单元包括第一电流源、第三电容、开关、第一比较器、触发器、第一延时器至第三延时器，其中，第一电流源和第三电容并联连接在第一比较器的正相输入端和接地端之间，并向所述第一比较器提供第一电压信号；第一比较器的正相输入端接收第一电压信号，反相输入端接收所述补偿信号，输出端输出时钟信号；开关并联连接在第三电容的两端，其控制端经由第一延时器接收所述时钟信号；触发器，其时钟端接收所述时钟信号，第一输出端输出触发信号，第二输出端输出非触发信号，输入端接收所述非触发信号；所述触发信号经由第二延时器输出第一控制信号；所述非触发信号经由第三延时器输出第二控制信号，其中，第二延时器和第三延时器的延时时间相同。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，当所述第一电压信号小于所述补偿信号时，所述时钟信号为无效电平；当所述第一电压信号不小于所述补偿信号时，所述时钟信号为有效电平，所述时钟信号的脉宽与第一延时器的延时时间相同。6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述时钟信号从无效电平跳变至有效电平时，所述触发信号间隔出现上升沿和下降沿。7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一驱动模块包括第一缓冲单元，用于对所述第一控制信号进行信号增强以产生第一驱动信号。8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括：隔离单元，用于对所述第二控制信号进行隔离传输；第二缓冲单元，用于对隔离传输后的第二控制信号进行信号增强以产生第二驱动信号。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述隔离单元为第二变压器，所述第二变压器包括原边绕组和副边绕组，所述第二变压器的原边绕组的第一端接收第二控制信号，第二端与桥臂的中点连接；所述第二变压器的副边绕组的第一端与第二缓冲单元的输入端连接，第二端与桥臂的接地端连接。10.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述隔离单元为光耦，所述光耦的第一输入端接收第二控制信号，第二输入端与桥臂的中点连接，第一输出端与第二缓冲单元的输入端连接，第二输出端与桥臂的接地端连接。11.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述隔离单元为电平移位电路，所述电平移位电路的第一输入端接收第二控制信号，第二输入端与桥臂的中点连接，第一输出端与第二缓冲单元的输入端连接，第二输出端与桥臂的接地端连接。12.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二开关管关断。13.一种谐振变换器，其特征在于，包括：第一变压器，所述第一变压器包括原边绕组和副边绕组；桥臂，包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管之间的中间节点作为所述桥臂的中点和第一参考地，所述第二开关管的第二端与所述谐振变换器的地连接，所述谐振变换器的地为第二参考地，所述桥臂的中点经由采样电阻与所述第一变压器的原边绕组的第二端连接；谐振电路，与所述第一变压器的原边绕组的第一端相连接形成谐振回路；控制电路，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压以产生第一驱动信号和第二驱动信号，其中，第一驱动信号用于控制第一开关管的导通与关断，第二驱动信号用于控制第二开关管的导通与关断。14.根据权利要求13所述的谐振变换器，其特征在于，所述控制电路包括：控制模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于获取表征谐振电流的电流采样信号，并根据电流采样信号和基准电压产生第一控制信号和第二控制信号；第一驱动模块，以所述桥臂的中点为第一参考地，用于根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动模块，以所述桥臂的接地端为第二参考地，用于根据所述第二控制信号产生第二驱动信号。15.根据权利要求14所述的谐振变换器，其特征在于，所述控制模块包括：跨导放大器，用于根据所述电流采样信号和基准电压产生补偿信号；控制单元，用于根据所述补偿信号产生第一控制信号和第二控制信号。16.根据权利要求15所述的谐振变换器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华捷，丁庆，黄景林，夏原野，林继认，汤仙明，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：