一种基于DSP的大功率LLC谐振全桥变换器，包括主电路和控制电路：主电路包括依次连接的一次侧整流滤波电路、MOSFET全桥变换电路、LLC谐振网络、功率变换模块和二次侧整流滤波电路，功率变换模块由两个功率变压器组成，MOSFET全桥变换电路一端与一次侧整流滤波电路相连接，另一端与谐振网络相连接，谐振网络与功率变换模块相连接，二次侧整流滤波电路一端与功率变换模块连接，另一端与负载相连接；控制电路包括电压采样检测电路、电流采样检测电路、DSP数字化控制系统和MOSFET全桥驱动电路，电压采样检测电路一端与电源的输出相连接，电流采样检测电路串接在二次侧整流滤波电路的回路中，DSP数字化控制系统与MOSFET全桥驱动电路相连接，MOSFET全桥驱动电路驱动MOSFET全桥变换电路。具有操作简单，易于实现智能化，适用于大功率输出场合等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及LLC谐振电路技术，特别涉及一种基于DSP的大功率LLC谐振全桥变换器。
技术介绍
随着开关电源技术的迅速发展，高功率密度和高效率已经成为其发展趋势，在这种情况下，软开关技术得到了广泛的发展和应用。软开关技术采用的电路拓扑主要由谐振型软开关拓扑和PWM型软开关拓扑，而谐振型软开关技术由于其高效和高功率密度等优点在开关电源技术应用中得到了更加广泛的研究和关注，LLC谐振全桥变换器作为一种特殊的电路拓扑，既能够满足高频化的要求，又能达到很高的转换效率，它通过保持上下桥臂开关管的死区时间不变，只调节开关频率来调节输出电压，实现全范围的软开关变换。与其它软开关技术相比较，LLC谐振全桥变换器不但具有一次侧开关管ZVS (零电压)开通特性，同时能实现二次侧整流二极管的ZCS (零电流)开通和关断和低耐压要求，而且其掉电维持时间特性比较好，损耗低，转换效率高。但就目前对于LLC谐振全桥变换器的研究成果而言，还有许多优待需要解决的问题，特别是对于系统中的数字控制谐振变换核心技术，系统的可靠性、智能化以及高功率密度输出等问题，都优待进一步解决。现有技术主要具有以下缺陷( I)输出功率小，效率低，难以实现高功率密度输出。( 2 )可靠性低，控制精度低。(3)集成度低，一致性差，难以实现标准化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种基于DSP数字化控制的精度更高、功率输出更大的LLC谐振全桥变换器。该变换器借助DSP全数字化的快速运算，实现高速高精度的功率变换调节，使得系统稳定而又具有良好的动态特性，采用两个初级绕组串联次级绕组并联的功率变压器来获得更大功率的输出。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种基于DSP的大功率LLC谐振全桥变换器，其特征在于包括主电路和控制电路；所述主电路由一次侧整流滤波电路、MOSFET全桥变换电路、LLC谐振网络、功率变换模块、二次侧整流滤波电路依次连接组成，其中，功率变换模块由两个功率变压器组成，两个变压器采用原边绕组串联，副边绕组并联的方式来分担传输功率，可以获得更大功率的输出。MOSFET全桥变换电路一端与一次侧整流滤波电路相连接，另一端与谐振网络相连接，谐振网络与功率变换模块相连接，二次侧整流滤波电路一端与功率变换模块连接，另一端与负载相连接；控制电路由电压电流采样电路、DSP数字化控制系统、MOSFET全桥驱动电路组成，其中，电压采样电路与电源的输出相连接，另一端与DSP的模数转换通道ADCINO相连接，电流采样电路串接在二次侧整流滤波电路的回路中，检测信号经过差分放大后另一端与DSP的模数转换通道ADCINl相连接，DSP数字化控制系统与MOSFET全桥驱动电路相连接，MOSFET全桥驱动电路与MOSFET全桥变换电路连接。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的一次侧整流电路为全桥式整流滤波电路。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的MOSFET全桥变换电路主要由单相电压型桥式变换电路组成。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的功率变换模块是指带两个隔离变压器的变换器，变压器采用原边绕组串联，副边绕组并联的方式。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的LLC谐振电路的谐振电感为独立的外置谐振电感再加上两个隔离变压器的漏感之和，励磁电感为两个隔离变压器的励磁电感之和。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的二次侧整流滤波电路是指二极管整流和C滤波电路。 上述的LLC谐振全桥变换器，所述的DSP数字化控制系统主要由TMS320LF2407A芯片及其外围电路组成。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的MOSFET全桥驱动电路主要由脉冲驱动变压器、MOSFET式图腾柱推动结构相互连接组成。上述的LLC谐振全桥变换器，所述的电压采样电路采用非隔离式电阻分压采样，采样得到的电压信号经过滤波后连接DSP控制芯片TMS320LF2407A的模数转换通道ADCINO进行模数转换，DSP对得到的数字量进行PI运算，然后控制输出相应驱动脉冲；电流采样电路采用在电源输出主回路中串接分流器方式采样，得到的采样信号经过差分放大器放大再经过电阻分压后连接控制芯片TMS320LF2407A的模数转换通道ADCINl进行模数转换，DSP对得到的数字量进行PI运算，然后控制输出相应驱动脉冲的频率，从而实现对变换器的恒压限流模式控制。相对于现有技术，本专利技术的主要优点是I、本专利技术采用DSP全数字化高速控制的LLC谐振全桥变换器，可靠性高、快速、精确、效率高、结构简单、体积小、成本低。2、本专利技术的控制核心采用DSP控制的全数字化谐振技术，系统升级方便，控制电路集成度高、一致性好、易于标准化，智能化程度高。3、本专利技术采用了电压电流反馈的数字化控制技术，系统的动态特性优良、控制精度高、稳定可靠。4、本专利技术的功率变换模块采用了两个功率变压器，功率变压器之间采用原边绕组串联，副边绕组并联的方式来输出更大功率，从而获得更高的功率密度。附图说明图I是本专利技术的整体结构框图。图2是本专利技术的大功率LLC谐振全桥变换器原理图。图3是本专利技术的MOSFET全桥驱动电路原理图。图4是本专利技术的变换器输出电压电流采样电路原理图。图5是本专利技术的DSP控制系统模块结构框图。图6是本专利技术的DSP控制系统原理图。图7是本专利技术的DSP控制系统程序流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图I所示，一种基于DSP的大功率LLC谐振全桥变换器，包括主电路和控制电路。主电路由一次侧整流滤波电路、MOSFET全桥变换电路、LLC谐振网络、原边绕组串联，副边绕组并联的两个功率变压器组成的功率变换模块、二次侧整流滤波电路依次连接组成，其中，MOSFET全桥变换电路一端与一次侧整流滤波电路相连接，另一端与谐振网络相连接，谐振网络与功率变换模块相连接，二次侧整流滤波电路一端与功率变换模块连接，另一端与负载相连接；控制电路由电压电流采样电路、DSP数字化控制系统、MOSFET全桥驱动电路组成，其中，电压采样电路与电源的输出相连接，另一端与DSP的模数转换通道ADCINO相连接，电流采样电路串接在二次侧整流滤波电路的回路中，检测信号经过差分放大后另一端与DSP的模数转换通道ADCINl相连接，DSP数字化控制系统与MOSFET全桥驱动电路相连接，MOSFET全桥驱动电路与MOSFET全桥变换电路连接。MOSFET全桥驱动电路对DSP控制系统产生的两路相位相差180°，占空比固定接近50%的驱动脉冲PWM_1、PWM_2进行放大 后驱动全桥逆变电路的高压MOSFET以对系统进行输出电压电流的控制。输出的电压电流信号经过相应检测电路后反馈到DSP控制系统，实时控制以满足系统稳定性要求。其中，功率变换模块由两个隔离功率变压器组成，输出采用C滤波，电压采样检测采用非隔离电阻分压采样，电流采样则采用山西永明电子有限公司生产的分流器(型号为FLQ62-50A50mV)串接在母线中进行电流采样。如图2所示，是本专利技术中的大功率LLC谐振全桥变换器原理图，可以见到变换器输入为整流后的有滤波电容Cla的直流电压Vin ;桥式逆变电路采用高压MOSFETVla V4a组成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DSP的大功率LLC谐振全桥变换器，其特征在于：包括主电路和控制电路；所述主电路包括依次连接的一次侧整流滤波电路、MOSFET全桥变换电路、LLC谐振网络、功率变换模块、二次侧整流滤波电路，所述MOSFET全桥变换电路一端与一次侧整流滤波电路相连接，另一端与谐振网络相连接，谐振网络与功率变换模块相连接，二次侧整流滤波电路一端与功率变换模块连接，另一端与负载相连接；控制电路包括电压采样电路、电流采样电路、DSP数字化控制系统和MOSFET全桥驱动电路，所述电压采样电路与二次侧整流滤波电路的输出端相连接，另一端与DSP数字化控制系统相连接，电流采样电路与二次侧整流滤波电路串联，所述DSP数字化控制系统与MOSFET全桥驱动电路相连接，所述MOSFET全桥驱动电路与MOSFET全桥变换电路连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴开源，兰艳林，李华佳，赵卓立，章涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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