一种llc谐振变换器的限流方法及电路的利记博彩app

文档序号:8321608阅读:647来源:国知局
一种llc谐振变换器的限流方法及电路的利记博彩app
【技术领域】
[OOOU 本发明属于DC/DC变换器技术领域,更具体地,设及一种LLC谐振变换器的限流电 路。
【背景技术】
[0002] 高效率、高功率密度、高可靠性一直是开关电源产品的发展方向,LLC谐振变换器 可实现输入桥式开关管的零电压开通,输出整流二极管的零电流关断,可工作在高频状态 下,因此其具有效率高,体积小,电磁兼容性好等优点,近年来受到广泛关注。
[0003] 通常情况下,LLC谐振变换器在启动过程存在谐振电流冲击的问题,常用的LLC主 电路控制方法采用了变频启动方式来限制启动谐振电流,即从特定的高开关频率W指数曲 线下降到额定工作频率。当输出电压进入稳态后,软启动电路将不再工作,在发生负载突 变,尤其是突加阻容性负载,将再次出现谐振电流冲击导致过流保护误触发的问题。因此, 需要增加谐振电流过载检测,在谐振电流增大到某一个限值时,再次触发软启动过程来限 制谐振电流,但是由于其触发机制是基于电流检测的滞后调节,反应速度较慢,仍存在一定 的电流冲击,当调节速度过慢时,仍有可能导致过流保护误触发。另外,谐振电流检测电路 通常采用分流电路或互感器配合整流电路,实现交流谐振电流到直流采样值的转换,采样 电路的输出含有较大的开关频率尖刺,干扰较大,对于采样滤波要求很高。

【发明内容】

[0004] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求,本发明提供了一种LLC谐振变换器的调频 限流方法及电路,有效解决了现有技术中LLC谐振变换器在突加阻容性负载时调频速度 慢,谐振电流冲击偏大的问题。该调频限流方法响应速度快,限流效果好,干扰小,且实现电 路结构简洁,成本低,易于集成到控制巧片中。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供了一种LLC谐振变换器的调频限流方法,LLC谐振变 换器的运行包括正常闭环控制和调频限流控制两种工况,包括如下步骤:
[0006] (1)实时采集输出电压,并对所述输出电压V。与指令电压V uf的差进行PI调节后 输出开关频率控制量fm;
[0007] (2)正常闭环控制步骤:
[0008] 正常工作时,根据所述开关频率控制量fm对输出电压V。进行闭环调节;
[0009] (3)调频限流控制步骤:
[0010] 当突加阻容性负载使得输出电压V。大幅跌落时,所述开关频率控制量fm大幅减 小,当所述开关频率控制量fm低于频率比较阔值f mi。时,通过在所述开关频率控制量f m上 叠加一个随时间衰减的频率调节量Af来限制谐振电流的过冲;
[0011] 并判断调频后所述输出电压V。是否重新上升到接近正常值,若是,则进入步骤 (4);若否,则继续在所述开关频率控制量fm上叠加频率调节量Af;
[001引其中,假定PI调节输出的频率控制量fm的正常工作范围为[f ml, fm2],当输出电压 突然跌落时,PI调节输出快速饱和,输出fm= f m。,则频率比较阔值fmi。应满足f
[0013] (4)所述开关频率控制量fm逐渐增加,当所述开关频率控制量fm高于频率比较阔 值fmi。时,返回至步骤(2)。
[0014] 优选地,所述步骤(2)中,调频环节所叠加的频率调节量Af随时间指数衰减或线 性下降,其表达式为Af = 或Af二fs(T-t),T),T称为频率衰减时间常 数,最终A f衰减到零。叠加后的初始时刻,开关频率控制量变成(fm+f。),随时间逐渐衰减 后,开关频率控制量最终变回fm。
[0015] 优选地,所述步骤(2)中,所述频率调节量fg及频率衰减时间常数T与LLC主电 路的谐振回路的电流过冲值存在单调的反比例关系,频率调节量fg越大,或频率衰减时间 常数T越大,则谐振回路的电流过冲值越小。频率调节量f。及频率衰减时间常数T选取 为不同的参数时,可W将谐振回路的谐振电流限制在不同的电流设定值内,实际参数选取 可根据电流设定值进行整定。
[0016] 本发明另外提供了一种LLC谐振变换器的限流电路,包括依次串联连接的主电 路、闭环调节放大器和控制器,限流电路还包括串联连接的比较触发电路和电流注入电路, 比较触发电路的输入端连接至所述闭环调节放大器的输出端,所述电流注入电路的输出端 连接至所述控制器的输入端;闭环调节放大器用于采集主电路的输出电压并根据主电路的 输出电压获得频率控制量,控制器根据频率控制量输出用于驱动主电路的开关管的驱动信 号;比较触发电路用于将频率控制量与设定的阔值电压进行比较,并根据比较结果输出用 于触发或停止电流注入电路工作的控制信号;电流注入电路用于向控制器注入电流,并相 应地调节驱动信号的工作频率。
[0017] 其中,假设闭环调节放大器的输出电压V。的正常工作范围为(0. 4~0. 9) VCC,当 输出电压突然跌落时,闭环调节放大器的输出电压V。降低到零,则阔值电压V mi。可设定为 (0. 2 ~0. 3)VCC。
[001引其中,比较触发电路由比较器CMP、开关管Qs和分压电阻R3、R绳成,电流注入电路 由时间常数调节电容Cl和放电电阻R2并联后,再与限流电阻Ri、阻断二极管化串联组成。 分压电阻串联后接到电源VCC,形成比较阔值电压Vmi。,送入比较器CMP的正输入端,比较器 的负输入端则连接到常规的闭环调节放大器中的输出(即反馈光禪的发射极),比较器的 输出端连接到电流注入电路的Ri、Cl相连节点上;电流注入电路由电源VCC进行供电,输出 通过二极管化连接到LLC控制器的频率控制引脚。此外,常规的闭环调节放大器的输出同 样连接到LLC控制器的频率控制引脚。
[0019] 限流电路的工作过程为:比较触发电路实时检测闭环调节放大器的输出电压V。, 当发生突加阻容性负载使输出电压V。跌落,闭环调节放大器的输出电压V。随着跌落,V。低 于比较阔值Vmi。时,比较器CMP输出低电平使立极管Qs截止,电流注入电路开始工作,往化C 控制器的频率控制引脚注入一个随时间衰减的电流,从而调节开关频率从高往低衰减,W 限制谐振电流过冲;当输出电压V。逐渐上升,闭环调节放大器的输出电压V。随着上升,V。重 新高于比较阔值Vmi。时,比较器CMP输出高电平使立极管Q 3饱和导通,拉低电流注入电路的 供电电压,电流注入电路退出工作。
[0020] 优选地,电流注入电路采用阻容串联回路实现了注入电流随时间指数下降,其中 放电电阻R,远大于限流电阻R 1,可化忽略,注入电流的表达式为J。 ?| (其中,VbASE为频率控制引脚内部偏置电压,Vd2为二极管D 2的压降),注入电流与开关频率 存在线性对应关系。
[0021] 优选地,电流注入电路中,初始注入电流4 S 及注入电流衰减时 间常数Ri。,与LLC主电路的谐振回路的电流过冲值存在单调的反比例关系。初始注入电 流及注入电流衰减时间常数越大,谐振回路的电流过冲值越小。
[0022] 优选地,通过选取Ri,可W设定初始注入电流,通过选取Ci,可W设定注入电流衰 减时间常数,Ri和C1的参数选取,可W根据谐振回路的电流过冲值的要求,利用工程整定法 来确定。
[0023] 优选地,所述的工程整定法,通过先假设一组Ri和C 1的参数,仿真或实验测量化C 主电路谐振回路的电流过冲值,若过程值偏大,则增大Ri和C 1的参数,反之减小R 1和C 1的 参数,直到电流过冲值与设定值接近。
[0024] 总体而言,通过本发明所构思的W上技术方案与现有技术相比,选取闭环调节放 大器的输出
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