CN103219886A - 软开关dc-dc变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软开关DC-DC变换器，包括输入部和输出部，输入部与输出部之间通过变压器T1耦合连接；输入部包括LLC谐振网络括补电路、LLC专用芯片IC1和隔离反馈电路，LLC谐振网络括补电路包括LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2，LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2组成的半桥式电路结构，隔离反馈电路包括光电耦合器和并联稳压集成电路IC2，变压器T1原边、光电耦合器的初级和并联稳压集成电路IC2串联连接，且光电耦合器的次级与LLC专用芯片IC1连接；输出部为与变压器T1副边连接的全波整流电路。本发明可以大大减小开关管和二极管上的开关损耗，输入对输出影响小，输出噪声低，对负载干扰低。

Description

软开关DC-DC变换器
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种软开关DC-DC变换器。
背景技术
直流开关电源是具有直流变换器且输出电压稳定或按照要求变化的直流电源，其输入为直流电或交流电。直流开关电源的核心是DC-DC变换器，该变换器是将一种直流电转换成另一种或多种直流电能的变换器，是开关电源的主要部件。目前市场上应用的直流电源DC-DC变换器大多数采用硬开关电路，开关管和输出整流二极管，都在硬开关的控制下工作，电压和电流应力都很大，开关噪声也大，很容易对输出电路造成影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有开关电源DC-DC变换器存在的输出端干扰大、开关噪声大等上述问题，提供了一种输出噪音低、对负载干扰小的软开关DC-DC变换器，该变换器可以大大减小开关管和二极管上的开关损耗，输入对输出影响小。
本发明的技术方案为：一种软开关DC-DC变换器，包括输入部和输出部，输入部与输出部之间通过变压器T1耦合连接；输入部包括LLC谐振网络括补电路、LLC专用芯片IC1和隔离反馈电路，LLC谐振网络括补电路包括LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2，LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2组成的半桥式电路结构，隔离反馈电路包括光电耦合器和并联稳压集成电路IC2，变压器T1原边、光电耦合器的初级和并联稳压集成电路IC2串联连接，且光电耦合器的次级与LLC专用芯片IC1连接；输出部为与变压器T1副边连接的全波整流电路。
优选的是，LLC谐振电路还连接有短路保护电路，该短路保护电路由耦合电容C4、二极管D3、二极管D4、电阻R9和电容C9组成的串并联电路。
优选的是，LLC谐振电路由变压器T1原边、谐振电感L2和谐振电容C2串联组成。
优选的是，变压器T1原边与副边之间的距离至少为6mm。
优选的是，隔离反馈电路还包括一个分压电路，该分压电路一端连接于光电耦合器的输入端，一端连接在并联稳压集成电路IC2的接地端。
优选的是，分压电路由分压电阻R20、分压电阻R21和分压电阻R22串联组成。
优选的是，并联稳压集成电路IC2采用TL431。
优选的是，全波整流电路为由二极管D6、二极管D7、滤波电容C14和滤波电容C15组成的带中心抽头全波整流电路。
本发明的有益效果为：本发明输入部与输出部之间通过变压器耦合连接，输入部设置有半桥式LLC谐振网络括补电路和隔离反馈电路，变压器T1原边开关管为零电压导通，输出整流二极管工作在零电流方式，开关管和二极管上的开关损耗大大减小，输入对输出的影响大大减小，输出噪声低，对负载干扰低；且变压器T1的原边与隔离反馈电路连接，输入与输出采用离线式反馈，既有反馈输出电压功能，又可以给LLC专用芯片IC1提供自举供电，输入端对输出端隔离电压大于AC8KV，变压器T1原边与副边之间的距离至少为6mm，输入对输出电容小于3皮法，输入端的干扰通过变压器耦合到输出端大大减小。本发明还设置有短路保护电路，实现了输出端短路保护和输出端欠压保护的功能。
附图说明
图1为本发明结构框图。
图2为本发明电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供的一种软开关DC-DC变换器，包括输入部和输出部，输入部与输出部之间通过变压器T1耦合连接；输入部包括LLC谐振网络括补电路、LLC专用芯片IC1和隔离反馈电路，LLC谐振网络括补电路包括LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2，LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2组成的半桥式电路结构，隔离反馈电路包括光电耦合器和并联稳压集成电路IC2，变压器T1原边、光电耦合器的初级和并联稳压集成电路IC2串联连接，且光电耦合器的次级与LLC专用芯片IC1连接；输出部为与变压器T1副边连接的全波整流电路。
为了实现输出端短路保护和输出端欠压保护，上述LLC谐振电路还连接有短路保护电路，该短路保护电路由耦合电容C4、二极管D3、二极管D4、电阻R9和电容C9组成的串并联电路。
上述LLC谐振电路由变压器T1原边、谐振电感L2和谐振电容C2串联组成。
为了实现输入对输出电容小于3皮法，变压器T1原边与副边之间的距离至少为6mm。
为了给并联稳压集成电路IC2提供2.5V的基准电压，上述隔离反馈电路还包括一个分压电路，该分压电路一端连接于光电耦合器的输入端，一端连接在并联稳压集成电路IC2的接地端。
上述分压电路由分压电阻R20、分压电阻R21和分压电阻R22串联组成。
上述并联稳压集成电路IC2采用TL431。
为了减少二极管的数量，上述全波整流电路为由二极管D6、二极管D7、滤波电容C14和滤波电容C15组成的带中心抽头全波整流电路。
工作原理：LLC专用芯片IC1为MOS管Q1和MOS管Q2提供驱动脉冲，MOS管Q1、MOS管Q2组成的方波发生器通过每次切换以50％占空比交替驱动开关Q1和开关Q2产生方波电压Vd，然后与一个LLC谐振电路串联，该LLC谐振电路与负载作为一个分压器，通过改变驱动电压Vd的频率，改变LLC谐振电路的阻抗，该部分阻抗和反射负载将分配输入电压。
由并联集成稳压电路IC2与分压电阻R21、R22、R20，以及光点耦合器TLP521-1组成的隔离反馈电路，把输出的电压波动反馈至，以稳定输出电压。当输出电压升高，光电耦合器反馈的电压增多，VD的频率就会升高，反之就会降低。由二极管D5、电容C5和电容C6组成的串并联电路为LLC专用芯片IC1提供自举电压，以维持LLC专用芯片IC1正常工作，同时为隔离反馈电路供电。由耦合电容C4、二极管D3、二极管D4、电阻R9和电容C9组成的输出短路保护电路，当有大电流流过C2时，该电路检测到一个正脉冲，通过二极管D3和二极管D4整流，电容C9和电阻R4滤波，至LLC专用芯片IC1第9引脚，起到输出短路作用。电阻R16与电阻R13组成分压器，起到输出过压保护作用。输出全波整流电路为由二极管D6、二极管D7、滤波电容C14和滤波电容C15组成的带中心抽头全波整流电路，为负载提供电压，电阻R24、R25、R26为输出负载电阻，防止输出开路引起的电路不稳定作用。

Claims (8)

1.一种软开关DC-DC变换器，其特征在于：包括输入部和输出部，输入部与输出部之间通过变压器T1耦合连接；输入部包括LLC谐振网络括补电路、LLC专用芯片IC1和隔离反馈电路，LLC谐振网络括补电路包括LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2，LLC谐振电路和两个MOS管Q1、Q2组成的半桥式电路结构，隔离反馈电路包括光电耦合器和并联稳压集成电路IC2，变压器T1原边、光电耦合器的初级和并联稳压集成电路IC2串联连接，且光电耦合器的次级与LLC专用芯片IC1连接；输出部为与变压器T1副边连接的全波整流电路。
2.根据权利要求1所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：LLC谐振电路还连接有短路保护电路，该短路保护电路由耦合电容C4、二极管D3、二极管D4、电阻R4和电容C9组成的串并联电路。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：LLC谐振电路由变压器T1原边、谐振电感L2和谐振电容C2串联组成。
4.根据权利要求1所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：变压器T1原边与副边之间的距离至少为6mm。
5.根据权利要求1所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：隔离反馈电路还包括一个分压电路，该分压电路一端连接于光电耦合器的输入端，一端连接在并联稳压集成电路IC2的接地端。
6.根据权利要求5所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：分压电路由分压电阻R20、分压电阻R21和分压电阻R22串联组成。
7.根据权利要求1或5任意一项所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：并联稳压集成电路IC2采用TL431。
8.根据权利要求1所述的软开关DC-DC变换器，其特征在于：全波整流电路为由二极管D6、二极管D7、滤波电容C14和滤波电容C15组成的带中心抽头全波整流电路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112953179A (zh) * 2021-04-09 2021-06-11 广东东菱电源科技有限公司 一种超高压llc半桥驱动电路及其工作方法
CN115765453A (zh) * 2023-01-10 2023-03-07 陕西中科天地航空模块有限公司 一种零电流开关谐振dc/dc电源的控制电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101304217A (zh) * 2008-07-02 2008-11-12 东南大学 链式变换器功率单元控制器用开关电源
CN201557292U (zh) * 2009-10-01 2010-08-18 英飞特电子（杭州）有限公司 一种高效率恒流led驱动器
CN202168249U (zh) * 2011-07-19 2012-03-14 深圳市华星光电技术有限公司 Led驱动电路
US20120250360A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Power Integrations, Inc. Llc controller with programmable fractional burst frequency
CN203326886U (zh) * 2013-03-18 2013-12-04 青岛炬丰光电科技有限公司 软开关dc-dc变换器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101304217A (zh) * 2008-07-02 2008-11-12 东南大学 链式变换器功率单元控制器用开关电源
CN201557292U (zh) * 2009-10-01 2010-08-18 英飞特电子（杭州）有限公司 一种高效率恒流led驱动器
US20120250360A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Power Integrations, Inc. Llc controller with programmable fractional burst frequency
CN202168249U (zh) * 2011-07-19 2012-03-14 深圳市华星光电技术有限公司 Led驱动电路
CN203326886U (zh) * 2013-03-18 2013-12-04 青岛炬丰光电科技有限公司 软开关dc-dc变换器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DQA: "开关电源维修手册rev1.0", 《WENKU.BAIDU.COM》 *
ON SEMICONDUCTOR: "Implementing an LCD TV Power Supply with the NCP1396A, NCP1605, and NCP1027", 《AND8293/D》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112953179A (zh) * 2021-04-09 2021-06-11 广东东菱电源科技有限公司 一种超高压llc半桥驱动电路及其工作方法
CN115765453A (zh) * 2023-01-10 2023-03-07 陕西中科天地航空模块有限公司 一种零电流开关谐振dc/dc电源的控制电路
CN115765453B (zh) * 2023-01-10 2023-04-21 陕西中科天地航空模块有限公司 一种零电流开关谐振dc/dc电源的控制电路

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