本发明专利技术公开了一种ＬＬＣ拓扑的限流电路，所述ＬＬＣ拓扑包括谐振电容，所述限流电路包括耦合到所述谐振电容两端的箝位电路，所述箝位电路的输出端耦合到所述ＬＬＣ拓扑的输入侧。一种ＬＬＣ拓扑，包括所述的限流电路。本发明专利技术利用ＬＬＣ拓扑实现电池升压且优选适于后级加逆变器的工业场合，将箝位电路的输出端从ＬＬＣ拓扑的输出侧转移到输入侧，能解决以往的限流方案存在的限流点变化过大和过载的维持时间短的问题，使系统保证一个相对稳定的过流保护点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源，特别是涉及一种LLC拓扑的限流电路及具有该限流电路的 LLC拓扑。
技术介绍
LLC拓扑限流功能的实现，业界通用的方案有下面几种方案一、通过采样谐振电流，利用电流环路的快速响应，进行开关频率的调制。方案二、谐振电流的大小作为开关管驱动的使能条件，当电流大小超过一定的限 值时，封锁驱动，当电流恢复到正常范围时再放开驱动。以上两种方案可以实现对电路进行保护，但存在以下的问题1.方案一对于数字控制的LLC拓扑不合适，主要原因是环路的响应速度对控制芯 片的中断时间提出了较高的要求，特别是在软件系统比较复杂的场合，不利于整个系统的 低成本实现。2.方案二采用逐波限流的方式对系统电流进行监控，一方面打乱了谐振过程从而 大大降低了系统带过载的能力，另一方面，大电流下的封波行为会给开关管电电压应力造 成很大影响，极限工况下的开关管电压应力往往会超标。针对以上限流方案出现的问题，对于数字控制的LLC系统，业界提出了通过变压 器箝位谐振电容电压的方法实现限流。现以全桥LLC拓扑为例分析限流功能的实现如下。 请参见图1，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器Tl构成典型的全桥LLC 拓扑，变压器T2原边接谐振电容Cr的两端，副边通过一个半波整流电路接到输出侧。正常 情况下此电路不工作；当谐振电容Cr上的电压Vcr大于n*Vin时二极管D1、D2导通，电容 电压Vcr被箝位到和n*Vin相同的电位(η为变压器Τ2的变比)，从而达到限制谐振电流的 目的。这种限流方案具有结构简单、成本低、过载工况对LLC谐振状态无影响等优点。目前此方案在实际应用中还存在以下的问题1)负载变化的过程中由于输出电压Vo的波动会导致限流点的变化，不利于固定 电流保护点的实现。宽范围的电流保护范围会使不同工况下的电流保护难以平衡。2)持续重载的情况下，特别是在输出短路的情况下，对限流电路中的器件T2、DU D2的电流应力提出比较高的要求。造成此种方案的限流设计变得难以实现。由于以上原因，虽然此方案很早已经提出，但具体在工业产品中的应用都被别的 方案所替代。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种LLC拓扑的限流电路和具 有所述限流电路的LLC拓扑，解决限流点变化过大和过载的维持时间短的问题，使系统保 证一个相对稳定的过流保护点。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种LLC拓扑的限流电路，所述LLC拓扑包括谐振电容，所述限流电路包括耦合到 所述谐振电容两端的箝位电路，其特征在于，所述箝位电路的输出端耦合到所述LLC拓扑 的输入侧。优选地，所述箝位电路包括变压器和整流电路，所述变压器的原边接所述谐振电 容的两端，所述变压器的副边通过所述整流电路接所述LLC拓扑的输入侧。更优选地，所述LLC拓扑为电池升压型拓扑，所述变压器的副边通过所述半波整 流电路接电池的两端。进一步地，所述LLC拓扑为电池升压且后级加逆变器的拓扑一种LLC拓扑，包括前述的一种限流电路。所述LLC拓扑可以为半桥、全桥或不对称半桥拓扑。所述LLC拓扑包括输出整流电路，其可采用半波整流、全波整流或全桥整流。本专利技术有益的技术效果是根据本专利技术的限流电路，将用于箝位谐振电容电压的箝位电路的输出端接到输入 侧，对于基于电池升压型的LLC拓扑，箝位电路的输出端连接在电池端口，其相对于传统方 案具有以下显著优点1)将箝位电路的输出端从LLC拓扑的输出侧转移到输入侧，输入侧电池电压的带 载波动范围远小于母线带载波动的范围，避免了箝位限流方案的限流点难以确定的问题；2)电池在额定点附近的电压稳定的特点，为系统提供了一个相对稳定的电压比较基准。本专利技术解决了传统方案限流点变化过大和过载的维持时间短的问题，使系统保证 一个相对稳定的过流保护点，同时，通过箝位谐振电容的电压的方式来实现限流，具有不需 要专门用于电流检测的传感器的优点。附图说明图1为传统的全桥LLC拓扑通过变压器箝位谐振电容电压的电路原理图；图2为本专利技术一种实施例的电路原理图；图3-5示出了本专利技术的LLC拓扑的几种变形图3为不对称半桥LLC升压加逆变电路后级加半桥逆变器；图4为箝位限流电路输出采用全桥整流后级加半桥逆变器；图5为箝位限流电路输出采用半波整流后级加全桥逆变器。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。具体实施例方式请参考图2，其所示的电路是LLC拓扑在电池升压型领域中的应用例。如果采用传 统的变压器钳位限流的方案，
技术介绍
中提及的两点应用问题将会因为输出侧母线电压波 动而变得异常突出。本专利技术将箝位电路的输出端从LLC拓扑的输出侧转移到输入侧，能够 解决这两个问题。如图2所示，在一种实施例中，LLC拓扑的限流电路包括由变压器T2、整流二极管 D1、D2组成的箝位电路，变压器T2的原边连接谐振电容Cr两端，整流后的输出端接LLC拓 扑的输入端即电池的两端BAT+和BAT-。当系统电流超过限定值时，二极管D1、D2导通，谐振电容Cr上的电压被电池电压钳位，从而实现限流功能。相对于传统方案，本实施例中将 该箝位电路的输出端从母线侧转移到电池侧，由于电池电压相对于LLC输出侧的母线电压 要稳定得多，从而可以使系统保证一个相对稳定的过流保护点。进一步地，对于LLC拓扑后级加逆变器的工业场合，在输出侧突加过载或者输出 短路时，母线电容Cl、C2作为缓冲级可以降低负载对谐振腔的电流冲击，另外通过在后级 逆变电路中加限流措施可以进一步降低LLC侧限流电路的电流应力要求，从而使得LLC限 流设计变得简单实用。本专利技术的限流电路适用于不同的LLC拓扑，包括半桥、全桥、不对称半桥等。同时， 本专利技术也适用于不同的输出整流方式，包括半波整流、全波整流、全桥整流等。请参考图 3-5，根据本专利技术的LLC拓扑包括但不限于采用如图所示的变形电路。其中，图3展示了不 对称半桥LLC升压加逆变电路后级加半桥逆变器；图4展示了箝位限流电路输出采用全桥 整流后级加半桥逆变器；图5展示了箝位限流电路输出采用半波整流，LLC拓扑后级加全桥 逆变器。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定 本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在 不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的 保护范围。权利要求一种LLC拓扑的限流电路，所述LLC拓扑包括谐振电容，所述限流电路包括耦合到所述谐振电容两端的箝位电路，其特征在于，所述箝位电路的输出端耦合到所述LLC拓扑的输入侧。2.如权利要求1所述的LLC拓扑的限流电路，其特征在于，所述箝位电路包括变压器和 整流电路，所述变压器的原边接所述谐振电容的两端，所述变压器的副边通过所述整流电 路接所述LLC拓扑的输入侧。3.如权利要求2所述LLC拓扑的限流电路，其特征在于，所述LLC拓扑为电池升压拓 扑，所述变压器的副边通过所述整流电路接电池的两端。4.如权利要求3所述LLC拓扑的限流电路，其特征在于，所述LLC拓扑为后级加逆变器 的拓扑。5.一种LLC拓扑，其特征在于，包括根据权利要求1-4任一项所述的限流电路。6.如权利要求5所述的LLC拓扑，其特征在于，所述LLC拓本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＬＬＣ拓扑的限流电路，所述ＬＬＣ拓扑包括谐振电容，所述限流电路包括耦合到所述谐振电容两端的箝位电路，其特征在于，所述箝位电路的输出端耦合到所述ＬＬＣ拓扑的输入侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卫中俊，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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