LLC谐振式电源转换器制造技术

本发明专利技术提供一种LLC谐振式电源转换器。该LLC谐振式电源转换器接受一输入电压并将其转换成固定的一输出电压，该输入电压在一第一电压范围内或在一大于第一电压范围的第二电压范围内；LLC谐振式电源转换器包括一控制串联的一第一功率开关与一第二功率开关轮流切换导通的控制器，及一电耦接在第二功率开关与变压器的初级侧线圈之间的LLC谐振电路，其包括串联的一谐振电感、一激磁电感及一可调电容，控制器判断输入电压是在第一电压范围内时，其控制可调电容为具有一第一电容值，当控制器判断输入电压是在第二电压范围内时，其控制可调电容为具有一大于该第一电容值的第二电容值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源转换电路，特别涉及一种LLC谐振式电源转换器。
技术介绍
参见图1所示，现有一种LLC谐振式电源转换器1主要包括串联的一第一功率开 关Sl及一第二功率开关S2,两者与一直流电源10电耦接，以接受一输入电压Vdc输入，并 受一控制器11控制轮流切换导通。一 LLC谐振电路12电耦接在第二功率开关S2与一变 压器T的初级侧线圈Lp之间。且变压器T的次级侧线圈Ls电耦接一整流滤波电路12,用 以对次级侧线圈Ls感应的电压整流滤波，以提供一输出电压Vo。 LLC谐振电路12由一谐振电容Cr、变压器T的初级侧线圈Lp的一漏电感Lr，以及 一激磁电感Lm组成。因此LLC谐振电路12的谐振频率决定于激磁电感Lm、漏电感Lr与谐 振电容Cr。亦即，其谐振频率fs的操作范围为第一谐振频率LX，第二谐振频率f； 2,其 中第一谐振频率L由漏电感Lr与谐振电容Cr决定，第二谐振频率f；2由激磁电感Lmdf 电感Lr与谐振电容Cr决定。其公式如下： 因此，设若激磁电感Lm为300 μ H、漏电感Lr为75 μ H，谐振电容Cr为27nF，输入 电压Vdc为高电压，例如367V时，可以求得谐振频率fs约为110. 3KHz，且如图2所示可知， 此时的谐振电流波形接近正弦波，且电流值较小，导通损失较小，因此转换效率较高（输出 功率 62. 5W/ 输入功率 69. IW = 90. 45% )。 然而当输入电压Vdc为低电压，例如126V时，如图3所示，可以发现谐振频率fs 将降低至约为63. 48KHz，此时，谐振电流波形为有缺口的正弦波，且电流值较大，导通损失 较大，因此转换效率变差（输出功率62. 5W/输入功率73. 3W = 85. 2% )。 且由上列公式可知，减少谐振电容Cr的电容值，可以提高谐振频率fs，进而改善 低输入电压时的转换效率。但是，当为了提高谐振频率fs，而将谐振电容Cr的电容值减少， 例如改为15nF时，当输入电压Vdc为高电压，例如367V时，如图4所示，谐振频率fs将由 110. 3KHz提高到158. 6KHz，此时可以看出转换效率（输出功率62. 5W/输入功率68. 5W = 91. 24% )虽有提升，但由于电路操作频率高于150KHz，如此太过高频的动作会影响电路的 稳定度，容易导致电路误动作，并增加电磁干扰（EMI)的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的即在于提供一种LLC谐振式电源转换器，其能有效提升低电 压输入的转换效率，并确保高电压输入时不致工作频率过高，以防止电路误动作及产生电 磁干扰。 于是，本专利技术一种LLC谐振式电源转换器，一种LLC谐振式电源转换器，用以将来 自一直流电压源的一输入电压转换成固定的一输出电压，其中该输入电压在一第一电压范 围内或在一大于该第一电压范围的第二电压范围内；该LLC谐振式电源转换器包括一第 一功率开关、一与该第一功率开关串联连接的第二功率开关，一包含一初级侧线圈及一次 级侧线圈的变压器，一与该次级侧线圈电耦接的整流滤波电路，一电耦接在该第二功率开 关与该变压器的该初级侧线圈之间的LLC谐振电路，其包括串联连接的一谐振电感、一激 磁电感及一可调电容，其中该可调电容能受控制而调整为具有一第一电容值或一第二电容 值，且该第一电容值小于该第二电容值；以及一控制器，其控制该第一功率开关及该第二功 率开关轮流切换导通，并与该直流电压源及该可调电容电耦接，该控制器判断该输入电压 是在该第一电压范围内时，其控制该可调电容调整为具有该第一电容值，且该控制器判断 该输入电压是在该第二电压范围内时，控制该可调电容调整为具有该第二电容值。 较佳地，该可调电容包括一与该谐振电感及该激磁电感串联的第一电容，以及一 第二电容，该控制器判断该输入电压是在该第一电压范围内时，其控制该第一电容不与该 第二电容并联，使该可调电容具有该第一电容值，且该控制器判断该输入电压是在该第二 电压范围内时，其控制该第一电容与该第二电容并联，使该可调电容具有该第二电容值。 较佳地，该LLC谐振式电源转换器还包括一输入电压侦测电路，其包含一或多个 串联的电阻，且该电阻或该多个串联的电阻中最上端的该电阻的一端与该直流电压源的正 极电耦接，且该控制器的一电压侦测接脚电耦接该电阻以取得该电阻上的一压降或一分压 压降，并根据该压降或该分压压降判断该直流电压源的该输入电压是在该第一电压范围内 还是在该第二电压范围内。 较佳地，该谐振电感是该变压器的该初级侧线圈的一漏电感，或者，该谐振电感包 括该变压器的该初级侧线圈的一漏电感及一与该漏电感电连接的电感。 此外，本专利技术另一种LLC谐振式电源转换器，用以将来自一直流电压源的一输入 电压转换成固定的一输出电压，并包括一第一功率开关、一与该第一功率开关串联连接的 第二功率开关，一包含一初级侧线圈及一次级侧线圈的变压器，一电耦接在该第二功率开 关与该变压器的该初级侧线圈之间的LLC谐振电路，其包括串联连接的一谐振电感、一激 磁电感及一可调电容；以及一控制器，其控制该第一功率开关及该第二功率开关轮流切换 导通，并与该直流电压源及该可调电容电耦接，且该控制器根据该输入电压的电平，对应控 制该可调电容的电容值，以在该输入电压上升时，调高该可调电容的电容值，并在该输入电 压下降时，降低该可调电容的电容值。 较佳地，该可调电容包括电容值各不相同的一第一电容、一第二电容及一第三电 容，且该控制器根据该输入电压的电平大小，控制该可调电容为该第一电容、该第二电容及 该第三电容其中之一或者为该第一电容、该第二电容及该第三电容其中的至少二个并联， 使该可调电容的电容值对应该输入电压的大小增加或减少。 较佳地，该LLC谐振式电源转换器还包括一输入电压侦测电路，其包含一或多个 串联的电阻，且该电阻或该多个串联的电阻中最上端的该电阻的一端与该直流电压源的正 极电耦接，且该控制器的一电压侦测接脚电耦接该电阻以取得该电阻上的一压降或一分压 压降，并根据该压降或该分压压降判断该直流电压源的电平大小。 较佳地，该谐振电感是该变压器的该初级侧线圈的一漏电感，或者该谐振电感包 括该变压器的该初级侧线圈的一漏电感及一与该漏电感电连接的电感。 本专利技术通过控制器根据输入电压的大小，对应调整LLC谐振电路的可调电容的电 容值，以适时调整LLC谐振电路的谐振频率，使LLC谐振电路在低电压输入时，工作在较高 的谐振频率，以适时提升LLC谐振式电源转换器在低电压输入时的转换效率，并使LLC谐振 电路在高电压输入时，工作在较低的谐振频率，使LLC谐振式电源转换器除了保持较佳的 转换效率外，亦避免因操作频率太高而导致电路误动作及电磁干扰问题，确实实现了本发 明的功效与目的。【附图说明】 本专利技术的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中： 图1是现有LLC谐振式电源转换器的主要电路图； 图2是现有LLC谐振式电源转换器在高电压输入时，产生的谐振电流波形图； 图3是现有LLC谐振式电源转换器在低电压输入时，产生的谐振电流波形图； 图4是现有LLC谐振式电源转换器在高电压输入且谐振电容的电容值减少时，产 生的谐振电流波形图； 图5是本专利技术LLC谐振式电源转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LLC谐振式电源转换器，用以将来自一直流电压源的一输入电压转换成固定的一输出电压，其中该输入电压在一第一电压范围内或在一大于该第一电压范围的第二电压范围内；其特征在于，该LLC谐振式电源转换器包括：一第一功率开关；一第二功率开关，与该第一功率开关串联连接；一变压器，包含一初级侧线圈及一次级侧线圈；一整流滤波电路，与该次级侧线圈电耦接；一LLC谐振电路，电耦接在该第二功率开关与该变压器的该初级侧线圈之间，并包括串联连接的一谐振电感、一激磁电感及一可调电容，其中该可调电容能受控制而调整为具有一第一电容值或一第二电容值，且该第一电容值小于该第二电容值；及一控制器，控制该第一功率开关及该第二功率开关轮流切换导通，并与该直流电压源及该可调电容电耦接，该控制器判断该输入电压是在该第一电压范围内时，其控制该可调电容调整为具有该第一电容值，且该控制器判断该输入电压是在该第二电压范围内时，控制该可调电容调整为具有该第二电容值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林顺长，李绍曾，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71