LLC谐振变换器、开关电源和计算设备制造技术

本申请的实施例提供了一种LLC谐振变换器、开关电源和计算设备，涉及LLC谐振变换器的技术领域。LLC谐振变换器包括原边电路、副边电路和第一采样控制单元。第一采样控制单元包括第一采样单元和第一控制单元，第一采样单元的输入端与副边电路的输出端电连接，第一采样单元用于采集副边电路的输出端的电信号。第一采样单元的输出端与第一控制单元的输入端电连接，第一控制单元的两个控制信号输出端分别与第一原边开关的控制端和第二原边开关的控制端电连接。第一控制单元用于：在副边电路的输出端的电压值小于电压阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关断开。本申请的实施例通过设置第一采样控制单元，降低了LLC谐振变换器被损坏的风险。损坏的风险。损坏的风险。

【技术实现步骤摘要】
LLC谐振变换器、开关电源和计算设备


[0001]本申请的实施例涉及LLC谐振变换器的
，尤其涉及一种LLC谐振变换器、开关电源和计算设备。

技术介绍

[0002]LLC谐振变换器可以与负载电连接，用于为负载供电。但是，在负载发生短路时，LLC谐振变换器被损坏的风险较大。

技术实现思路

[0003]本申请的实施例的目的在于提供一种LLC谐振变换器、开关电源和计算设备，用于降低LLC谐振变换器被损坏的风险，提高LLC谐振变换器的运行可靠性。
[0004]为了实现上述目的，提供如下技术方案：
[0005]一方面，本申请的实施例提供了一种LLC谐振变换器。LLC谐振变换器包括原边电路、副边电路和第一采样控制单元。原边电路与副边电路耦合，原边电路包括第一原边开关和第二原边开关。第一采样控制单元包括第一采样单元和第一控制单元。第一采样单元的输入端与副边电路的输出端电连接，第一采样单元用于采集副边电路的输出端的电信号。第一采样单元的输出端与第一控制单元的输入端电连接，第一控制单元的两个控制信号输出端分别与第一原边开关的控制端和第二原边开关的控制端电连接。第一控制单元用于：在副边电路的输出端的电压值小于电压阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关断开。
[0006]本申请的实施例中，设置第一采样控制单元包括第一采样单元和第一控制单元，第一采样单元的输入端与副边电路的输出端电连接，第一采样单元的输出端与第一控制单元的输入端电连接，使得第一采样单元可以持续采集副边电路的输出端的电信号(例如电压信号)，并将采集到的电信号发送给第一控制单元。第一控制单元的两个控制信号输出端分别与第一原边开关的控制端和第二原边开关的控制端电连接，使得第一控制单元能够控制第一原边开关和第二原边开关的工作状态(例如控制第一原边开关和第二原边开关的导通和断开)。
[0007]可以理解地，电压阈值可以为负载在正常运行时副边电路的输出端的最小电压值。故而，在第一采样单元采集到副边电路的输出端的电压值小于电压阈值时，第一控制单元认为负载发生短路，此时，第一控制单元能够控制第一原边开关和第二原边开关断开，以起到保护第一原边开关和第二原边开关的作用，并且还能够保护原边电路的其他电子元件(例如LLC谐振单元)以及副边电路，降低原边电路以及副边电路被损坏的风险，提高LLC谐振变换器的运行可靠性。
[0008]可以理解地，采用控制第一原边开关和第二原边开关断开的方式，来降低LLC谐振变换器被损坏的风险，无需设置额外的保护元件(例如嵌位二极管)，简化了原边电路的结构，利于LLC谐振变换器的小型化，减小了LLC谐振变换器在电路板上的占用空间，利于提高LLC谐振变换器的功率密度。并且，还能够降低LLC谐振变换器的成本。
[0009]可以理解地，通过副边电路的输出端的电压值与电压阈值之间的关系，来确定负载是否发生短路，能够提高第一采样控制单元判断负载是否短路时的准确性，降低第一采样控制单元误判、从而导致第一原边开关和第二原边开关断开的风险，提高了LLC谐振变换器的稳定性。
[0010]在一些实施例中，第一控制单元还用于：在第一原边开关和第二原边开关的断开时间大于或等于第一时间阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率为开关频率范围中的最大值，此时副边电路的输出端的电压值为第一电压值。在第一电压值大于或等于电压阈值，且持续时间达到第二时间阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率逐渐减小至设定频率，此时副边电路的输出端的电压值为第二电压值。其中，设定频率对应于设定电压值。基于第二电压值与设定电压值之间的关系，控制第一原边开关和第二原边开关的工作状态。可以理解地，在第一原边开关和第二原边开关的断开时间大于或等于第一时间阈值时，第一控制单元可以确定负载当前的运行状态，并根据负载当前的运行状态控制第一原边开关和第二原边开关的工作状态。故而，在第一原边开关和第二原边开关的断开时间大于或等于第一时间阈值时，第一控制单元可以控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率为开关频率范围中的最大值，此时副边电路的输出端的电压值(也即是第一电压值)较小，降低原边电路以及副边电路被损坏的风险。在第一电压值大于或等于电压阈值，且持续时间达到第二时间阈值时，可以控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率逐渐减小至设定频率，此时副边电路的输出端的电压值为第二电压值。设定频率对应于设定电压值，也即是，设定电压值为第一原边开关和第二原边开关按照设定频率运行、且负载处于正常运行状态时，副边电路的输出端的理论电压值。故而，第一控制单元可以基于第二电压值(也即是第一采样单元采集到的电压值)与设定电压值(也即是理论电压值)之间的关系，确定负载当前的运行状态，从而控制第一原边开关和第二原边开关的工作状态(例如第一原边开关和第二原边开关的导通和断开)，降低了负载处于正常运行状态时第一原边开关和第二原边开关仍然断开的风险，提高了LLC谐振变换器的运行可靠性。
[0011]在一些实施例中，第一控制单元基于第二电压值与设定电压值之间的关系，控制第一原边开关和第二原边开关的工作状态，包括：第一控制单元还用于在第二电压值大于或等于设定电压值、且持续时间达到第三时间阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关按照设定频率运行。在第二电压值小于设定电压值、且持续时间达到第四时间阈值时，控制第一原边开关和第二原边开关断开。可以理解地，在第二电压值大于或等于设定电压值，且持续时间达到第三时间阈值时，可以确定负载为正常运行状态，第一控制单元可以控制第一原边开关和第二原边开关按照设定频率运行，使得LLC谐振变换器可以为负载供电。在第二电压值大于或等于设定电压值的持续时间达到第三时间阈值时，确定负载处于正常运行状态，降低了负载的状态波动对LLC谐振变换器造成的影响，提高了LLC谐振变换器的运行稳定性。在第二电压值小于设定电压值，且持续时间达到第四时间阈值时，可以确定负载处于短路状态，第一控制单元可以控制第一原边开关和第二原边开关断开，以降低LLC谐振变换器被损坏的风险。在第二电压值小于设定电压值的持续时间达到第四时间阈值时，确定负载处于短路状态，降低了负载的状态波动对LLC谐振变换器造成的影响，提高了LLC谐振变换器的运行稳定性。
[0012]在一些实施例中，控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率逐渐减小至设定
频率，包括：控制第一原边开关和第二原边开关的开关频率在每个预设时间段内减小预设频率值，直至减小至设定频率。其中，预设频率值小于开关频率范围中的最大值。如此设置，能够降低在负载处于短路状态时，第一原边开关和第二原边开关的开关频率降低，导致副边电路的输出端的电压值增大，造成原边电路以及副边电路被损坏的风险，提高了LLC谐振变换器的运行可靠性。
[0013]在一些实施例中，第一时间阈值为第一原边开关和第二原边开关每次闭合的最大时间的n倍。其中，第一原边开关每次闭合的最大时间和第二原边开关每次闭合的最大时间相同，n的取值范围为2≤n≤200，且n为整数。如此设置，使得第一控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LLC谐振变换器，其特征在于，所述LLC谐振变换器包括原边电路、副边电路和第一采样控制单元；所述原边电路与所述副边电路耦合；所述原边电路包括第一原边开关和第二原边开关；所述第一采样控制单元包括第一采样单元和第一控制单元；所述第一采样单元的输入端与所述副边电路的输出端电连接，所述第一采样单元用于采集所述副边电路的输出端的电信号；所述第一采样单元的输出端与所述第一控制单元的输入端电连接，所述第一控制单元的两个控制信号输出端分别与所述第一原边开关的控制端和所述第二原边开关的控制端电连接；所述第一控制单元用于：在所述副边电路的输出端的电压值小于电压阈值时，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关断开。2.根据权利要求1所述的LLC谐振变换器，其特征在于，所述第一控制单元还用于：在所述第一原边开关和所述第二原边开关的断开时间大于或等于第一时间阈值时，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关的开关频率为开关频率范围中的最大值，此时所述副边电路的输出端的电压值为第一电压值；在所述第一电压值大于或等于所述电压阈值，且持续时间达到第二时间阈值时，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关的开关频率逐渐减小至设定频率，此时所述副边电路的输出端的电压值为第二电压值；其中，所述设定频率对应于设定电压值；基于所述第二电压值与所述设定电压值之间的关系，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关的工作状态。3.根据权利要求2所述的LLC谐振变换器，其特征在于，所述第一控制单元用于基于所述第二电压值与所述设定电压值之间的关系，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关的工作状态，包括：所述第一控制单元用于：在所述第二电压值大于或等于所述设定电压值、且持续时间达到第三时间阈值时，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关按照所述设定频率运行；在所述第二电压值小于所述设定电压值、且持续时间达到第四时间阈值时，控制所述第一原边开关和所述第二原边开关断开。4.根据权利要求2或3所述的LLC谐振变换器，其特征在于，所述第一时间阈值为所述第一原边开关和所述第二原边开关每次闭合的最大时间的n倍；其中，所述第一原边开关每次闭合的最大时间和所述第二原边开关每次闭合的最大时间相同，n的取值范围为2≤n≤200，且n为整数。5.根据权利要求1～4中任一项所述的LLC谐振变换器，其特征在于，所述控制所述第一原边开关和所述第二原边开关断开，包括：从所述第一原边开关的下一个闭合时刻开始，控制所述第一原边开关维持断开状态；从所述第二原边开关的下一个闭合时刻开始，控制所述第二原边开关维持断开状态。6.根据权利要求1～5中任一项所述的LLC谐振变换器，其特征在于，所述LLC谐振变换器还包括第二采样控制单元，所述第二采样控制单元包括第二采样单元和第二控制单元；所述第二采样单元的输入端与所述副边电路的输出端电连接，所述第二采样单元用于
采集所述副边电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：童建利，焦海清，马成龙，
申请(专利权)人：超聚变数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：