[发明专利]一种开关电源LLC串联谐振变换电路控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源控制领域，具体涉及一种开关电源LLC串联谐振变换电路控制装置及方法。

背景技术

目前随着开关电源技术的迅速发展，大功率、高效率、高功率密度已经成为开关电源的一种发展趋势。而提高开关频率是一种行之有效的解决方案，但开关频率升高带来了开关管损耗过大的问题，这是传统BUCK变换器无法解决的，而此谐振变换器则可以较好的解决这个问题，因此谐振变换电路的应用得到广泛的研究与关注。LLC串联谐振变换电路作为一种特殊的电路拓扑，既能够满足高频化的要求，又能达到较高的变换效率，已经被业界广泛采用。

LLC串联谐振变换电路通过改变谐振电路开关管的开关频率来调节输出电压，但单纯的变频控制会导致工作频率范围过宽甚至失效，带来磁性元件难以设计、电路损耗过大、以及反馈控制难以设计的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种降低LLC小负载开关频率的控制装置及方法。

本发明的技术方案是：一种开关电源LLC串联谐振变换电路控制装置，包括：

环路电压检测模块：用于检测开关电源的环路电压；

LLC频率控制模块：用于根据环路电源检测模块所检测的环路电压值控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率；

LLC模式控制模块：用于根据环路电源检测模块所检测的环路电压值控制LLC串联谐振变换电路的工作模式。

进一步地，所述LLC串联谐振变换电路的工作模式包括：PWM工作模式、PFW工作模式、PFM+PWM工作模块。

进一步地，当环路电压检测模块检测到环路电压在第一阈值电压和第二阈值电压之间时，LLC频率控制模块控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为最高开关频率，LLC模式控制模块控制LLC串联谐振变换电路工作在PWM模式；

当环路电压检测模块检测到环路电压在第二阈值电压和第三阈值电压之间时，LLC频率控制模块控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为第一阈值开关频率，LLC模式控制模块控制LLC串联谐振变换电路工作在PFM+PWM工作模块；

当环路电压检测模块检测到环路电压在第三阈值电压和第四阈值电压之间时，LLC频率控制模块控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为最低开关频率，LLC模式控制模块控制LLC串联谐振变换电路工作在PFM工作模块；

第一阈值开关频率的频率值在最高开关频率与最低开关频率之间；

第一阈值电压、第二阈值电压、第三阈值电压和第四阈值电压的电压值依次递增。

一种开关电源LLC串联谐振变换电路控制方法，包括以下操作：

检测开关电压的环路电压；

当环路电压在第一阈值电压和第二阈值电压之间时，控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为最高开关频率,控制LLC串联谐振变换电路工作在PWM模式；

当环路电压在第二阈值电压和第三阈值电压之间时，控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为第一阈值开关频率，控制LLC串联谐振变换电路工作在PFM+PWM工作模块；

当环路电压在第三阈值电压和第四阈值电压之间时，控制LLC串联谐振变换电路开关管的开关频率为最低开关频率，控制LLC串联谐振变换电路工作在PFM工作模块。

进一步地，所述的第一阈值开关频率的频率值在最高开关频率与最低开关频率之间；

第一阈值电压、第二阈值电压、第三阈值电压和第四阈值电压的电压值依次递增。

本发明提供的开关电源LLC串联谐振变换电路控制装置及方法，通过改变谐振电路开关管的开关频率调节输出电压，根据反映负载状态的负载电路反馈信号调整所述开关管的占空比，使得谐振电路的电压范围扩展。当负载为重载时，LLC串联谐振变换电路工作在PFM工作模式；当负载为轻载时，LLC串联谐振变换电路工作在PFM + PWM工作模式；当负载为空载时，LLC串联谐振变换电路工作在PWM工作模式。采用该控制方法避免了空载和轻载条件下，开关频率过高的问题，有利于轻载时输出电压的稳定。该控制方式实现简单，电路在不同的控制方式之间切换时是平滑的，保证了电路工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明具体实施例LLC拓扑PWM/PFW工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

本发明提供的开关电源LLC串联谐振变换电路控制装置，包括：

环路电压检测模块：用于检测开关电源的环路电压；