[实用新型]一种PWM与PFM控制相结合的LLC谐振变换器

说明书

本实用新型提供一种PWM与PFM控制相结合的LLC谐振变换器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括直流电源、半桥开关管、谐振网络、变压器、同步整流电路、负载；所述控制电路包括电压采样模块、电流采样模块、驱动信号产生模块、第一驱动放大电路、第二驱动放大电路，所述电压采样模块一端与负载相连，电压采样模块另一端与驱动信号产生模块相连，电流采样模块一端通过电流互感器与谐振网络相连，电流采样模块另一端与驱动信号产生模块相连，驱动信号产生模块产生驱动信号通过第一驱动放大电路放大后驱动半桥开关管，驱动信号产生模块产生的驱动信号还通过第二驱动放大电路放大后驱动同步整流电路的开关管。

技术领域

本发明涉及LLC谐振变换器控制技术领域，具体涉及一种PWM与 PFM控制相结合的LLC谐振变换器。

背景技术

随着现代电力电子技术的发展、高频开关器件的诞生，开关电源向着高频化、集成化和模块化的方向发展。功率谐振变换器是以谐振电路为基本变换单元，利用电路发生谐振时，电流或电压周期性地过零点，使得开关器件在零电压或者零电流条件下开通或者关断，从而实现软开关，达到降低开关损耗的目的。LLC谐振变换器采用变频控制技术，能实现原边侧主开关管零电压ZVS开通、副边侧整流管零电流ZCS关断的软开关技术、开关管与整流管的电压应力低、开关损耗低、整流管没有反向恢复损耗、开关频率可高频化、允许输入电压范围宽、效率高、功率密度大、方便使用磁集成技术等优点。

对于LLC谐振变换器来说，除主电路拓扑结构外，控制策略是其不可分割的重要组成部分，变换器控制策略的好坏直接影响到变换器的工作性能，具有举足轻重的地位。LLC谐振变换器采用变频PFM控制技术，能实现原边侧主开关管零电压ZVS开通、副边侧整流管零电流ZCS关断的软开关技术、开关管与整流管的电压应力低、开关损耗低、整流管没有反向恢复损耗。但是，LLC谐振变换器的空载损耗比较严重、短路保护较难解决。

短路保护是维持LLC谐振变换器稳定性的重要问题，现有的LLC 谐振变换器的短路保护电路有很多种，例如通过加大开关频率进行短路检测、增加钳位电路进行短路检测、利用谐振电容电压进行检测短路检测等。但是上述短路检测方法，要么增大了谐振变换器的体积，要么增加了LLC谐振变换器的控制复杂程度。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明为了克服上述LLC谐振变换器的空载损耗比较严重、短路保护较难解决缺陷问题，提供一种PWM与PFM控制相结合的LLC谐振变换器，采用PFM和PWM混合控制驱动开关管，PFM与PWM工作方式可以根据工作状态相互转换，从而实现LLC谐振变换器的全负载范围内的软开关，提高LLC谐振变换器效率，尤其是空载效率。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种PWM与PFM控制相结合的LLC谐振变换器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括直流电源、半桥开关管、谐振网络、变压器、同步整流电路、负载，所述直流电源、半桥开关管、谐振网络、变压器、同步整流电路、负载依次连接；所述控制电路包括电压采样模块、电流采样模块、驱动信号产生模块、第一驱动放大电路、第二驱动放大电路，所述电压采样模块一端与负载相连，电压采样模块另一端与驱动信号产生模块相连，电流采样模块一端通过电流互感器与谐振网络相连，电流采样模块另一端与驱动信号产生模块相连，驱动信号产生模块产生驱动信号通过第一驱动放大电路放大后驱动半桥开关管，驱动信号产生模块产生的驱动信号还通过第二驱动放大电路放大后驱动同步整流电路的开关管。