一种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法技术

本发明专利技术涉及电力变换技术领域，尤其涉及一种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路；开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路。根据负载的电流值或电压值发出PWM信号给开关电路；开关电路根据PWM信号生成驱动信号提供给两组半桥子模块，以便实现软开关变换。本发明专利技术采用LLC串联谐振技术实现零电压开关，降低电路的开关损耗，实现高效的半桥软开关变换，采用电气对称拓扑结构设计，使电路反应快速，提高了电路稳定性且减小了电路的体积和重量。

【技术实现步骤摘要】
—种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法
本专利技术涉及电力变换
，尤其涉及一种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法。
技术介绍
随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用，现已研究出了不少高效率的电路拓扑，主要有谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复时间越来越小，这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。如何利用谐振电路实现软开关变换，从而提高开关电源的效率成了目前人们迫切希望解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法，采用电气对称拓扑结构，实现了闻效、快速的半桥软开关变换，电路体积小且稳定性闻。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:第一方面，提供一种半桥LLCPFM变频电路，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路；所述开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路，两组半桥子模块的的控制极分别连接输入的一对相位互补的开关信号。其中，所述两组半桥子模块中的一组半桥子模块包括MOSFET管Sl-1和MOSFET管51-2，其中MOSFET管Sl-1的漏极连接开关信号的正极输入端，MOSFET管Sl-1的源极连接MOSFET管S1-2的漏极，MOSFET管S1-2的源极连接中间节点；M0SFET管Sl-1的栅极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接MOSFET管Sl-1的源极；M0SFET管S1-2的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MOSFET管S1-2的源极；所述两组半桥子模块中的另一组半桥子模块包括MOSFET管S2_l和MOSFET管52-2，其中MOSFET管S2-1的漏极连接中间节点，MOSFET管S2-1的源极连接MOSFET管S2-2的漏极，MOSFET管S2-2的源极连接开关信号的负极输入端；M0SFET管S2-1的栅极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接MOSFET管S2-1的源极；M0SFET管S2-2的栅极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接MOSFET管S2-2的源极。其中，所述LLC谐振电路包括谐振电容CS1、谐振电容CS2、谐振电感LR和主变压器TR，主变压器TR集成有漏感Ls和激磁电感Lm，其中，谐振电感LR的输入端连接中间节点，谐振电感LR的输出端连接主变压器TR的原边绕组的一端，主变压器TR的原边绕组的另一端分别连接谐振电容CSl的一端和谐振电容CS2的一端，谐振电容CSl的另一端连接开关信号的正极输入端，谐振电容CS2的另一端连接开关信号的负极输入端，主变压器TR的副边绕组连接整流输出电路。其中，所述整流输出电路包括输出电容C8、输出电容C9、二极管D1-1、二极管D1-2、二极管D2-1和二极管D2-2，其中，主变压器TR的副边绕组的一端分别连接二极管D2-1的阴极和二极管Dl-1的阳极；主变压器TR的副边绕组的另一端分别连接二极管D1-2的阴极和二极管D2-2的阳极，二极管D2-1的阳极和二极管D1-2的阳极分别连接输出电容C8的一端，二极管Dl-1的阴极和二极管D2-2的阴极分别连接输出电容C8的另一端，输出电容C8和输出电容C9并联，输出电容C9的两端还并联负载，从而产生输出电压。其中，所述谐振电容CSl并联二极管D2，谐振电容CS2并联二极管D3。其中，所述二极管Dl-1的阴极还连接电容C5的一端，电容C5的另一端通过电阻R4连接二极管Dl-1的阳极；所述二极管D2-1的阴极还连接电容Cll的一端，电容Cll的另一端通过电阻R5连接二极管D2-1的阳极；所述二极管D2-2的阴极还连接电容ClO的一端，电容ClO的另一端通过电阻R7连接二极管D2-2的阳极；所述二极管D1-2的阴极还连接电容C12的一端，电容C12的另一端通过电阻R6连接二极管D1-2的阳极。其中，所述输出电容C9还并联输出电容CF。其中，所述开关信号的正极输入端通过电容C7接地，开关信号的负极输入端通过电容C6接地。其中，所述MOSFET管S1-1的源极和MOSFET管S1-2的漏极分别连接双向二极管Dl的阴极，双向二极管Dl的阳极接地，所述MOSFET管S2-1的源极和MOSFET管S2-2的漏极分别连接双向二极管D8的阳极，双向二极管D8的阴极接地，双向二极管Dl的阴极和双向二极管D8的阳极通过电容Cl连接。第二方面，提供一种应用于如上述的半桥LLCPFM变频电路的控制方法，包括:根据负载的电流值或电压值，以及LLC谐振电路的电压增益与开关频率的关系发出PWM信号给所述开关电路；所述开关电路将PWM信号隔离放大后生成驱动信号，分别提供给两组半桥子模块，以便实现软开关变换。本专利技术的有益效果在于:一种半桥LLCPFM变频电路及其控制方法，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路；所述开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路，两组半桥子模块的的控制极分别连接输入的一对相位互补的开关信号。根据负载的电流值或电压值，以及LLC谐振电路的电压增益与开关频率的关系发出PWM信号给所述开关电路；所述开关电路将PWM信号隔离放大后生成驱动信号分别提供给两组半桥子模块，以便实现软开关变换。本专利技术采用LLC串联谐振技术实现MOSFET管的零电压开关，从而大大降低电路的开关损耗，实现了高效的半桥软开关变换，采用电气对称拓扑结构设计，降低了电气应力使电路反应快速，提高了电路稳定性且减小了电路的体积和重量。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的半桥LLCPFM变频电路的电路不意图。图2是本专利技术提供的半桥LLCPFM变频电路的LLC谐振电路波形示意图。【具体实施方式】为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所不，为本专利技术提供的半桥LLCPFM变频电路的电路不意图。一种半桥LLCPFM变频电路，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路；所述开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路，两组半桥子模块的的控制极分别连接输入的一对相位互补的开关信号。本专利技术采用LLC串联谐振技术实现MOSFET管的零电压开关，从而大大降低电路的开关损耗，实现了高效的半桥软开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半桥LLCPFM变频电路，其特征在于，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路；所述开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路，两组半桥子模块的的控制极分别连接输入的一对相位互补的开关信号。

【技术特征摘要】
1.一种半桥LLCPFM变频电路，其特征在于，包括开关电路、LLC谐振电路和整流输出电路； 所述开关电路由两组半桥子模块级联而成，每组半桥子模块包括2个MOSFET管，两组半桥子模块的中间节点连接LLC谐振电路的电压输入侧，LLC谐振电路的电压输出侧连接整流输出电路，两组半桥子模块的的控制极分别连接输入的一对相位互补的开关信号。2.根据权利要求1所述的半桥LLCPFM变频电路，其特征在于，所述两组半桥子模块中的一组半桥子模块包括MOSFET管Sl-1和MOSFET管S1-2，其中MOSFET管Sl-1的漏极连接开关信号的正极输入端，MOSFET管Sl-1的源极连接MOSFET管S1-2的漏极，MOSFET管S1-2的源极连接中间节点；M0SFET管Sl-1的栅极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接MOSFET管Sl-1的源极；M0SFET管S1-2的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接MOSFET管S1-2的源极； 所述两组半桥子模块中的另一组半桥子模块包括MOSFET管S2-1和MOSFET管S2-2，其中MOSFET管S2-1的漏极连接中间节点，MOSFET管S2-1的源极连接MOSFET管S2-2的漏极，MOSFET管S2-2的源极连接开关信号的负极输入端；M0SFET管S2-1的栅极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接MOSFET管S2-1的源极；M0SFET管S2-2的栅极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接MOSFET管S2-2的源极。3.根据权利要求1所述的半桥LLCPFM变频电路，其特征在于，所述LLC谐振电路包括谐振电容CS1、谐振电容CS2、谐振电感LR和主变压器TR，主变压器TR集成有漏感Ls和激磁电感Lm，其中，谐振电感LR的输入端连接中间节点，谐振电感LR的输出端连接主变压器TR的原边绕组的一端，主变压器TR的原边绕组的另一端分别连接谐振电容CSl的一端和谐振电容CS2的一端，谐振电容CSl的另一端连接开关信号的正极输入端，谐振电容CS2的另一端连接开关信号的负极输入端，主变压器TR的副边绕组连接整流输出电路。4.根据权利要求3所述的半桥LLCPFM变频电路，其特征在于，所述整流输出电路包括输出电容C8、输出电容C9、二极管D1-1、二极管D1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉山，李民英，王一博，
申请(专利权)人：广东志成冠军集团有限公司，
类型：发明
国别省市：