LLC谐振变换器控制方法、同步整流控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:4224658 阅读:264 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种LLC谐振变换器控制方法、同步整流控制方法及装置,该LLC谐振变换器控制方法包括:根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,若是,则使LLC谐振电路工作在调宽控制模式,否则,使LLC谐振电路工作在调频控制模式,其中,预定状态包括轻载状态或空载状态。本发明专利技术在LLC谐振电路空载或轻载的情况下实现了稳压,降低了电路的损耗,有效简化了外围硬件电路,与现有技术方案相比更加使用可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域,具体而言,涉及一种LLC谐振变换器控制方法、同步整流控制方法、LLC谐振变换器控制器及同步整流控制装置。
技术介绍
随着开关电源技术的发展,高效率和高功率密度成为发展趋势。在这种情况下,LLC谐振电路在业界的应用越来越广泛。与其它软开关技术相比,LLC谐振电路具有一些明显的优势在比较宽的频率范围内能够实现一次侧开关管的零电压开通,且具有较好的掉电维持时间特性;由于二次侧整流管零电流关断,因此减小了整流管的关断损耗;电路工作频率高可减小电源的体积。 虽然LLC能够实现二次侧整流管的零电流关断,但是在大电流的应用场合,整流管的导通损耗比较大。因此,相关技术中提出了同步整流技术,并提出了几种LLC谐振电路的同步整流方案,主要包括以下几种 1.基于二次侧控制器控制的带同步整流LLC谐振半桥变换器方案。其实现方法是控制器置于二次侧,控制开关管和二次侧同步整流开关管的驱动信号同步,开通时先使一次侧开关管导通,经过固定延时后使二次侧开关管导通;关断时则先使二次侧开关管关断,再经过固定延时后关断一次侧开关管。该方案同步整流管的体内二极管导通时间过长,损耗比较大,对于大电流输出,采用该方案对效率改善有限。 2.基于电流检测电路的带同步整流LLC控制方案。其实现方法是二次侧同步整流控制器通过对电源变换电路输出电流的过零检测,控制同步整流电路的通断,使同步整流电路在电流大于零时导通,其余时间关断。该方案存在的问题是需要额外的电流过零检测电路,增加了成本,检测精度要求很高,并且容易被干扰,导致同步整流管误动作。 3.基于一次侧控制器控制的带同步整流LLC谐振半桥变换器方案。其实现方法是通过功率开关管的驱动信号得到二次侧同步整流开关管的同步驱动信号。在开关频率小于谐振频率时,同步管驱动信号为脉宽小于功率开关脉宽的恒定脉宽信号;在开关频率大于谐振频率时,同步管驱动信号与功率开关驱动信号完全一致。该方案不能保证在轻载、空载下可靠运行,可能造成短时间输出电压反灌,另外当开关频率大于谐振频率且工作在重载情况下,可能造成共通炸机问题。 针对相关技术中存在的同步整流方案输出电压不稳定、损耗大、存在共通缺陷的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对同步整流方案输出电压不稳定、损耗大、存在共通缺陷的问题而提出本专利技术,为此,本专利技术的主要目的在于提供一种LLC谐振变换器控制方法、同步整流控制方法、LLC谐振变换器控制器及同步整流控制装置,以解决上述问题至少之一。 为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种LLC谐振变换器控制方法,该方法包括根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,若是,则使LLC谐振电路工作在调宽控制模式,否则,使LLC谐振电路工作在调频控制模式,其中,预定状态包括轻载状态或空载状态。 优选地,根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态之前,上述方法还包括获取负载的反馈信号,根据反馈信号计算输入开关管导通频率。优选地,反馈信号包括以下之一 输出电压、输出电流。 优选地,根据反馈信号计算输入开关管导通频率包括对反馈信号与预定值的差的绝对值进行积分运算后乘以一定比例得到输入开关管导通频率。 优选地,根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态包括判断LLC谐振电路的输入开关管导通频率是否大于预定频率,若是,则判断负载工作在预定状态,否则,判断负载未工作在预定状态。 为了实现上述目的,根据本专利技术的另一个方面,提供了一种同步整流控制方法,应用于使用权利要求1的方法的LLC谐振电路,该方法包括根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,若是,则关闭同步管驱动;否则,在输入开关管导通频率大于LLC谐振电路的谐振频率的情况下,同步管驱动信号的开通延迟于与同步管驱动信号对应的功率管驱动信号的开通,同步管驱动信号的关闭同步于功率管驱动信号的关闭,其中,预定状态包括轻载状态或空载状态。 优选地,上述方法还包括在输入开关管导通频率小于或等于LLC谐振电路的谐振频率的情况下,同步管驱动信号的开通延迟于功率管驱动信号的开通,且同步管驱动信号的脉冲宽度为LLC谐振电路的谐振周期的一半。 优选地,同步管驱动信号的开通延迟于与同步管驱动信号对应的功率管驱动信号的开通包括在功率管驱动信号的开通时间上延迟预定时间后,开通同步管驱动信号,其中预定时间包括以下之一 固定时间、随LLC谐振电路的工作频率变化而变化的时间。 为了实现上述目的,根据本专利技术的又一个方面,提供了 一种LLC谐振变换器控制器,该控制器包括判断模块,用于根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,其中,预定状态包括轻载状态或空载状态;第一调整模块,用于在判断模块判断为是的情况下,使谐振电路工作在调宽控制模式;第二调整模块,用于在判断模块判断为否的情况下,使谐振电路工作在调频控制模式。 优选地,判断模块包括获取子模块,用于获取负载的反馈信号;计算子模块,用于根据获取子模块获取的反馈信号计算输入开关管导通频率。 为了实现上述目的,根据本专利技术的再一个方面,提供了 一种同步整流控制装置,该装置包括判断模块,用于根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,其中,预定状态包括轻载状态或空载状态;驱动关闭模块,用于在判断模块判断为是的情况下,关闭同步管驱动;第一驱动信号控制模块,用于在判断模块判断为否,且输入开关管导通频率大于LLC谐振电路的谐振频率的情况下,使同步管驱动信号的开通延迟于与同步管驱动信号对应的功率管驱动信号的开通,同步管驱动信号的关闭同步于功率管驱动信号的关闭。 优选地,上述装置还包括第二驱动信号控制模块,用于在判断模块判断为否,且输入开关管导通频率小于或等于LLC谐振电路的谐振频率的情况下,使同步管驱动信号的开通延迟于功率管驱动信号的开通,且同步管驱动信号的脉冲宽度为LLC谐振电路的谐振 周期的一半。 通过本专利技术,采用通过改变LLC谐振电路工作的模式来调节输出电压,并根据输入功率开关管的频率、负载状况和电路的谐振频率来获取同步整流开关的驱动信号,解决 了同步整流方案输出电压不稳定、损耗大、存在共通缺陷的问题,在LLC谐振电路空载或轻 载的情况下实现了稳压,降低了电路的损耗,有效简化了外围硬件电路,与现有技术方案相 比更加使用可靠。附图说明 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,构成本申请的一部分,本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中 图1是根据相关技术的不包含同步整流的LLC谐振电路结构示意图; 图2是根据本专利技术实施例的LLC谐振变换器控制方法的流程图; 图3是根据实例1的f > fs时轻载信号时序图; 图4是根据实例1的f > fs时重载信号时序图; 图5是根据实例1的fm < f < fs时轻载信号时序图; 图6是根据实例1的fm < f < fs时重载信号时序图; 图7是根据实例2的LLC谐振变换器控制方法及其同步整流控制方法应用的控制 装置结构示意图; 图8是根据实例2的一次侧功率开关控制信本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种LLC谐振变换器控制方法,其特征在于,包括:    根据LLC谐振电路的输入开关管导通频率判断负载是否工作在预定状态,若是,则使所述LLC谐振电路工作在调宽控制模式,否则,使所述LLC谐振电路工作在调频控制模式,其中,所述预定状态包括轻载状态或空载状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:司徒琴李俊凯刘辉
申请(专利权)人:中兴通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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