【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种llc变换电路及其控制方法，特别是涉及一种用于开关电源频率调节的llc变换电路及其控制方法，属于电路控制。
技术介绍
1、llc谐振变换器具有结构简单、高效率及软开关等优点，近年来被广泛应用于电池储能系统和电动车充电桩中，在上述系统中，变换器通常承受着较大范围的输入电压变化，例如光伏储能系统中连接光伏面板的llc变换器输入电压范围为32~65v。
2、在输入电压范围比较低时，磁放大器不被使能，变换器的工作状态和传统llc变换器相同，当输入电压较高时，磁放大器工作在辅助整流方式，通过调整磁放大器的阻断时间来扩展变换器的直流增益调整范围，从而扩展变换器的输入电压范围。
3、传统llc变换器采用变频调制技术，变换器通过开关频率的变化来调节直流电压增益，当变换器的输入电压变化范围比较大时，开关频率的变化范围也比较大，当llc变换器工作在谐振频率时，转换效率最高，当开关频率远离谐振频率时，会引起效率的大幅下降，甚至超出调节范围，不能维持输出电压稳定。
4、因此，亟需对llc变换电路进行改进，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于开关电源频率调节的llc变换电路及其控制方法，在单路输出半桥llc变换器中利用磁放大器的完全阻断作用拓宽变换器的输入电压范围，通过改变磁放大器的阻断时间来改变半桥llc变换器的直流增益，从而扩展输入电压范围，减小开关损耗，并且结构简单、易于实现电压的稳定。
2、为了达到
3、一种用于开关电源频率调节的llc变换电路及其控制方法，包括半桥llc变换器以及与所述半桥llc变换器电性连接的控制器，所述控制器包括磁放大器和频率限制器，所述半桥llc变换器与所述控制器上的所述磁放大器电性连接，所述磁放大器与所述频率限制器电性连接；
4、在单路输出半桥llc变换器中利用磁放大器的完全阻断作用拓宽变换器的输入电压范围，在变换器输入电压较低时磁放大器阻断时间为零，等效于一段导线，在变换器输入电压较高时，控制器将频率限制器限制在谐振频率附近一个固定值，通过改变磁放大器的阻断时间来改变半桥llc变换器的直流增益，从而扩展输入电压范围，该策略可以避免变换器工作在大于谐振频率的状态，减小开关损耗，并且结构简单、易于实现频率的调节；
5、利用磁放大器作为二次侧辅助整流器来提高半桥llc变换器输入电压范围的方法，变换器有两种工作模态；
6、当输入电压比较低时，电路的工作模态和传统半桥llc变换器相同，通过变频来调节输出电压；
7、当输入电压比较高时，变换器定频工作，通过调整磁放大器的阻断时间来维持输出电压的稳定，由于磁放大器的加入，变换器将输入电压范围扩展到原来1.75倍，电路中开关管在全输入电压和全负载电流范围内均实现了zvs，二次侧整流二极管实现zcs，电路结构简单，磁放大器电路成熟可靠；
8、所述半桥llc变换器的输入端设置有两个谐振电感lr或lm以及一个谐振电容cr，所述谐振电感lm上电性连接有并联设置的可控硅sr1和可控硅sr2，所述可控硅sr1的输出端电性连接有二极管d1，所述可控硅sr2的输出端电性连接有二极管d2；
9、电源行业广泛应用llc串联谐振变换器作为低成本、高效率的隔离电源级，两个谐振电感lr或lm以及一个谐振电容cr，具有软开关特性，无需复杂的控制方案，这一软开关特性可以使用额定电压较低的元件，并且可以提供很高的转换效率，其简单的控制方案，即具有50%固定占空比的可变频率调制，仅需较低的控制器成本；
10、两个谐振电感lr或lm的比率要小于10，以便可控范围足够宽，同时，还需要lm具有很大的电感来降低循环电流，这意味着你需要有较大的lr电感才能保持较低的谐振电感比；
11、串联谐振电感器lr中的电流完全是交流的没有任何直流成分，这意味着很高的磁通密度变化，磁通密度变化意味着ac相关的电感损耗也较大，如果电感缠绕在铁氧体磁芯上，则磁芯气隙附近的边缘效应会导致较高的绕组损耗，谐振电感器lr电感大表明匝数更多并且ac绕组损耗更高；
12、所述二极管d1的输出端并联设置有电容c0和电阻r，所述电容c0和电阻r的输出端通过补偿器pi与所述频率限制器电性连接；
13、所述磁放大器与所述频率限制器之间设置有三项开关sw，所述三项开关sw分别于所述磁放大器、所述频率限制器以及所述补偿器pi电性连接，磁放大器3通过开关频率的变化来调节直流电压增益，当变换器的输入电压变化范围比较大时，频率限制器的变化范围也比较大，当半桥llc变换器工作在谐振频率时，转换效率最高，当频率限制器远离谐振频率时，会引起效率的大幅下降，甚至超出调节范围，能维持输出电压稳定，反馈环路简单，无需复杂控制，补偿器pi包括电阻r2以及与电阻r2串联连接的电阻r3和电容c2，电阻r3和电容c2上并联连接有电容c1和三极管，三极管的一端连接有基准电压reference，可使用普通补偿器pi，暂态过程调整速度快，输出电压稳定。
14、优选的，所述谐振电容cr的输入端电性连接有若干个单极开关s，所述谐振电感lm上并联设置有谐振电感np，llc开关管在导通前，电流先从开关mos管的体二极管内流过，开关mos管d-s之间电压被箝位在接近0v，此时让开关mos管导通，可以实现零电压导通。
15、优选的，所述可控硅sr1和可控硅sr2的输入端设置有与所述谐振电感np相对应的谐振电感ns1和ns2，输出电压可以大于或小于输入电压，与升压电路一样，输入电流平滑，但是输出电流不连续，能量通过电容从输入传输至输出，需要两个电感。
16、优选的，所述可控硅sr1和所述二极管d1的中间通过二极管d3与所述磁放大器电性连接，所述可控硅sr2和所述二极管d2的中间通过二极管d4与所述磁放大器电性连接，所述补偿器pi与所述频率限制器之间电性连接有压控振荡器vco，所述压控振荡器vco的另一端电性连接有三极管所述三项开关sw设置在所述补偿器pi与所述压控振荡器vco之间，压控振荡器vco包括可变电容单元，压控振荡器vco频率稳定度好、控制灵敏度高、调频范围宽，rc压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，rc压控振荡器由电阻和电容组合成选频网络的一种振荡电路，适用于低频振荡，这种振荡电路一般产生低频率信号，频率只有1hz~1mhz，由正反馈网络、选频网络和放大器组成的。
17、优选的，所述频率限制器的输出端电性连接有驱动电路，所述驱动电路输出有负压vgs1和负压vgs2，驱动电路上的负压vgs1和负压vgs2上电性连接有负载，结构简单。
18、一种用于开关电源频率调节的llc变换电路的控制方法，包括以下步骤：
19、步骤一：变换电路包括三个以上电性连接的电路；
20、步骤二：通过改变上下桥臂的移相角来获得指定的控制参数组合，所述控制参数组合中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，包括半桥LLC变换器（1）以及与所述半桥LLC变换器（1）电性连接的控制器（2），其特征在于，所述控制器（2）包括磁放大器（3）和频率限制器（4），所述半桥LLC变换器（1）与所述控制器（2）上的所述磁放大器（3）电性连接，所述磁放大器（3）与所述频率限制器（4）电性连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述谐振电容Cr的输入端电性连接有若干个单极开关S，所述谐振电感Lm上并联设置有谐振电感Np。
3.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述可控硅Sr1和可控硅Sr2的输入端设置有与所述谐振电感Np相对应的谐振电感ns1和ns2。
4.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述可控硅Sr1和所述二极管D1的中间通过二极管D3与所述磁放大器（3）电性连接；
5.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述补偿器PI与所述频率限制器（4）
6.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述频率限制器（4）的输出端电性连接有驱动电路（5），所述驱动电路（5）输出有负压Vgs1和负压Vgs2。
7.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述补偿器PI包括电阻R2以及与所述电阻R2串联连接的电阻R3和电容C2。
8.根据权利要求7所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述电阻R3和电容C2上并联连接有电容C1和三极管，所述三极管的一端连接有基准电压REFERENCE。
9.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路，其特征在于：所述压控振荡器VCO包括可变电容单元。
10.一种用于开关电源频率调节的LLC变换电路的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源频率调节的llc变换电路，包括半桥llc变换器（1）以及与所述半桥llc变换器（1）电性连接的控制器（2），其特征在于，所述控制器（2）包括磁放大器（3）和频率限制器（4），所述半桥llc变换器（1）与所述控制器（2）上的所述磁放大器（3）电性连接，所述磁放大器（3）与所述频率限制器（4）电性连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的llc变换电路，其特征在于：所述谐振电容cr的输入端电性连接有若干个单极开关s，所述谐振电感lm上并联设置有谐振电感np。
3.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的llc变换电路，其特征在于：所述可控硅sr1和可控硅sr2的输入端设置有与所述谐振电感np相对应的谐振电感ns1和ns2。
4.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的llc变换电路，其特征在于：所述可控硅sr1和所述二极管d1的中间通过二极管d3与所述磁放大器（3）电性连接；
5.根据权利要求1所述的一种用于开关电源频率调节的llc变换电路，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧其准，冯健，蔡伟伟，杨剑，
申请(专利权)人：诚联电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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