[发明专利]无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路

说明书

本发明提出一种无电流采样的LLC原边侧实现的副边电流提取电路，通过积分电路对LLC谐振变换器的谐振电感和变压器绕组电压反向叠加产生的合成电压进行积分，提取出副边电流，省去了原边采样电阻，消除了原边采样电阻损耗，降低了元器件容差对提取电流精度的影响。本发明可以与现有技术的LLC谐振变换器原边恒流控制电路相结合构成LLC谐振变换器原边恒流控制装置，实现原边恒流。本发明无需高价格的电流传感器，成本低，简单可行。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域中的开关电源技术，涉及一种LLC谐振变换器副边提取电路和原边恒流技术。

背景技术

目前，随着移动消费类电子设备、照明设备等产品的不断地发展。在更高的功率密度需求下，采用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，简称PFM)的LLC谐振变换器以其损耗小、功率密度高等优点被广泛应用于各类电力电子装置中。然而，小功率电源对体积和成本有更高的要求，为了获得更高的功率密度，进一步减小体积，在传统的LLC谐振控制器上改进增加原边恒流控制技术，目的在于省去光耦，进一步减小体积、降低成本。这样有助于进一步扩大LLC谐振变换器的适用领域，同时也为原边恒流控制技术提供了一种新思路。

图1所示为专利CN202010407139.3提出的一种基于RC补偿支路在原边环路侧进行恒流控制的LLC谐振变换装置。该方法在原边环路侧增加一支由辅助电阻R_a和辅助电容C_a构成的RC支路，并在辅助电容上模拟出反相的谐振电流中的励磁电流分量，再将辅助电容的两端电压与原边环路中采样电阻的两端电压进行直接叠加输出，得到原边环路的谐振电流中除去励磁电流过后的电流分量，用于模拟副边输出电流。由于制作工艺的限制和影响，该方案中辅助电阻、辅助电容和变压器励磁电感都会存在元件±5％的容差，从而影响输出恒流的效果。专利CN201811056263.9无需RC补偿支路，仅通过采样原边电流，通过控制电路即可实现LLC谐振变换器的原边恒流控制。

然而，上述现有的LLC原边恒流技术都需要采样电阻来获取原边电流信号，增加了电路的损耗，且采样电阻的容差进一步引入恒流误差。而如果采用其他元件如电流互感器或霍尔传感器的方式来获得原边电流，虽然可以消除采样电阻的损耗，但是会大大增加电路的成本和体积。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出了一种无电流采样的LLC谐振变换器原边侧实现的副边电流提取电路，可与现有技术的LLC谐振变换器原边恒流控制电路相结合，实现原边恒流。本发明可以消除采样电阻的损耗，有效地改善元件容差对原边恒流精度的影响。

具体而言，本发明提出的无电流采样的LLC副边电流提取电路，包含：双绕组叠加模块和积分模块；其中：

双绕组叠加模块，包括：谐振电感的一个绕组和变压器的一个绕组；

谐振电感的绕组与变压器的绕组直接串联或经分压之后串联或经串联之后分压；双绕组叠加模块，输出反映LLC谐振变换器原边回路的谐振电感两端电压和反映变压器绕组两端电压差值的合成电压信号v_R；

积分模块，接收双绕组叠加模块的输出信号v_R，通过积分运算，得到反映原边谐振电流中消除励磁电流分量后的电流信息的电压信号v_is。

优选的，所述积分模块为无源RC积分模块，包括：电阻R_com、电容C_com，电阻R_com的一端与双绕组叠加模块的输出端相连，另一端与电容C_com的一端相连，电容C_com的另一端与原边地GND-P相连，电阻_Rcom与电容C_com的连接点为积分模块的输出。