[发明专利]LLC串联谐振变换器及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种LLC串联谐振变换器及其驱动方法。

背景技术

图1为现有技术的由同步整流晶体管构成的LLC串联谐振变换器的电路图，其中LLC串联谐振变换器100主要由桥式电路110、谐振电路120和整流电路130组成。桥式电路110采用对称半桥的控制方法，上下管互补导通，占空比为50％；谐振电路120由谐振电容Cr，谐振电感Lr，励磁电感Lm构成谐振体，Lr可用变压器的漏感来组成；整流电路130由一对连接到输出电容Co的同步整流晶体管Q1和Q2组成。该变换器100是一种具有双谐振点的变换器。仅由Lr，Cr参与谐振时，产生高频谐振点fr，此时Lm不参与谐振；当副边电流降为零时，Lm与Lr，Cr串联参与谐振，谐振电流频率为fm。两个谐振点的计算公式如下：

fr=12πLrCr---(1)]]>

fm=12π(Lr+Lm)Cr---(2)]]>

由于该LLC串联谐振变换器的桥式电路110是采用调频的方式来控制输出电压，因此还需要调频控制器140。根据该变换器的直流增益特性可知，LLC串联谐振变换器不仅可以工作在fs＞fr和fs＝fr的频率范围内，还可以工作在fm＜fs＜fr的频率范围内，fs是LLC串联谐振变换器的工作频率，fm是LLC串联谐振变换器的低频谐振点，fr是LLC串联谐振变换器的高频谐振点。

图2是LLC串联谐振变换器工作在fm＜fs＜fr区域时各主要器件的电压电流波形。其中，V_g，s1和V_g，s2分别为桥式电路110中两个场效应管S1和S2的栅极驱动信号，i_r、i_m分别为谐振电感Lr和励磁电感Lm的电流，i_Q1、i_Q2和V_g，SR1、V_g，SR2分别为整流电路130中两个同步整流晶体管Q1和Q2的电流波形和驱动电压波形。

在t0时刻，谐振电流i_r由零开始反向增大，场效应管S1开始正向导通，变压器原边被钳位，励磁电流i_m线性变化。谐振电流i_r流过S1，并以正弦形式逐渐上升。i_r流过Lm和变压器原边，将能量传递到变压器副边，输出Vo。当谐振电流i_r和励磁电流i_m相等的时候，输出端的电流为零，即在t1时刻，该阶段结束。