CN106936316A - 一种llc调控电路 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种LLC调控电路，其包括检测模块、第一控制模块、调节模块、死区设置电阻以及第二控制模块；检测模块检测LLC电路中的第一电压信号；第一控制模块根据第一电压信号输出相应的PWM信号至调节模块；调节模块根据PWM信号生成输入第二控制模块的第二电压信号；第二控制模块根据第二电压信号调节LLC电路死区时间的长短。通过检测模块检测LLC电路中的第一电压信号，由第一控制模块输出相应的PWM信号至调节模块，调节模块结合死区设置电阻根据PWM信号来生成第二电压信号，第二控制模块根据第二电压信号来调节LLC电路死区时间的长短，通过调节死区时间的长短，使得死区时间随着LLC电路中的电流大小而改变，从而提高LLC电路的工作效率。

Description

一种LLC调控电路
技术领域
本发明涉及电力电路技术领域，尤其涉及一种LLC调控电路。
背景技术
为了追求高效率的电源，目前软开关技术已大量用于电源领域，最为常见的是LLC拓扑，为了实现开关管的零电压开通，当在上下管同时关闭时(死区时间)，谐振网络的电流必须在死区时间内将开关管的寄生电容上的能量释放完，从而实现开关管零电压开通。死区时间太短，会导致无法实现零电压开通，太长会导致电流会走开关管的体内二极管，二极管的压降产生的损耗增加，导致效率变低。
发明内容
本发明实施例提供一种LLC调控电路，可自动调节LLC电路的死区时间，提高LLC电路的工作效率。
本发明实施例所提供的LLC调控电路包括：检测模块、第一控制模块、调节模块、死区设置电阻以及第二控制模块，所述死区设置电阻串联于所述调节模块和所述第二控制模块之间；
其中，所述检测模块用于检测LLC电路中的第一电压信号，并将所述第一电压信号发送至所述第一控制模块；
所述第一控制模块用于根据所述第一电压信号输出相应的PWM信号至所述调节模块；
所述调节模块用于根据所述PWM信号生成输入所述第二控制模块的第二电压信号；
所述第二控制模块用于根据所述第二电压信号来调节所述LLC电路死区时间的长短。
本发明实施例提供的LLC调控电路，通过检测模块检测LLC电路中的第一电压信号，将第一电压信号发送至第一控制模块，由第一控制模块根据第一电压信号输出相应的PWM信号至所述调节模块，调节模块结合死区设置电阻根据PWM信号来生成输入第二控制模块的第二电压信号，第二控制模块根据第二电压信号来调节LLC电路死区时间的长短，通过调节死区时间的长短，使得死区时间随着LLC电路中的电流大小而改变，从而提高LLC电路的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种LLC调控电路与LLC电路模块结合时的示意性框图；
图2为图1所示LLC电路模块的电路示意图；
图3为图1所示检测模块的电路示意图；
图4为图1所示第一控制模块的电路示意图；
图5为图1所示调节模块的电路示意图；
图6为图1所示第二控制模块的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
也应当理解，尽管术语第一、第二等可以在此用来描述各种元素，但这些元素不应该受限于这些术语。这些术语仅用来将这些元素彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的前提下，第一模块可以被称为第二模块，并且类似地，第二模块可以被称为第一模块。第一模块和第二终端均为模块，但它们并非同一模块。
参见图1所示，其为本发明实施例提供的一种LLC调控电路的模块示意图，该LLC调控电路包括：检测模块200、第一控制模块300、调节模块400、死区设置电阻500以及第二控制模块600，其中，死区设置电阻500串联于调节模块400和第二控制模块600之间。
其中，检测模块200用于检测LLC电路模块100中的第一电压信号，并将第一电压信号发送至第一控制模块300；第一控制模块300用于根据第一电压信号输出相应的PWM信号至调节模块400；调节模块400用于根据PWM信号生成输入第二控制模块600的第二电压信号；第二控制模块600用于根据第二电压信号来调节LLC电路100死区时间的长短。
具体地，参见图1和图2所示，当LLC电路模块100中的开关管Q1和Q2同时关闭时，LLC电路模块100进入死区时间，检测模块200对LLC电路100进入死区时间后电路中的谐振电容C11的电压进行检测，因为LLC电路模块100的谐振电容C11的电压和谐振电流成比例，检测到谐振电容C11的电压即可知道LLC电路模块100中电流的变化。检测模块200检测到LLC电路模块100中的第一电压信号后，将第一电压信号发送给第一控制模块300，第一控制模块300根据第一电压信号来控制调节模块400，让调节模块400生成引导第二控制模块600运作的第二电压信号，第二控制模块600接收到第二电压信号后，根据第二电压信号来调节LLC电路模块100死区时间的长短。
通过检测模块检测LLC电路模块100中的第一电压信号，将第一电压信号发送至第一控制模块300，由第一控制模块300根据第一电压信号输出相应的PWM信号至调节模块400，调节模块400结合死区设置电阻500根据PWM信号来生成输入第二控制模块600的第二电压信号，第二控制模块600根据第二电压信号来调节LLC电路模块100死区时间的长短。通过调节死区时间的长短，使得死区时间随着LLC电路中的电流大小而改变，从而提高LLC电路模块100的工作效率。
进一步地，第二控制模块600包括第二控制芯片U2，第二控制芯片U2可以是任何可满足本发明要求的芯片，例如本发明实施例中使用的ICE2HS01G芯片。第二控制芯片U2的HG引脚连接至LLC电路模块100中开关管Q1的P_HG引脚，第二控制芯片U2的LG引脚连接至LLC电路模块100中开关管Q2的P_LG引脚，从而实现第二控制芯片U2对开关管Q1和Q2的开闭进行控制。
进一步地，检测模块400包括分压单元和第一放大单元。
其中，分压单元的输入端连接在LLC电路模块100上，分压单元的输出端连接至第二控制模块600，分压单元用于降低输入第二控制模块600的电压；第一放大单元的输入端与分压单元的输出端相连，第一放大单元的输出端连接至第一控制模块300，第一放大单元用于将输入第一控制模块300的第一电压信号进行放大。
参见图2、图3和图6所示，进一步地，分压单元包括第一电容C10和第二电容C8，第一电容C10的一端连接在LLC电路模块100上(图2和图3上的J1连接)，另一端连接至第二控制芯片U2的电流检测端口CS(图3和图6上的J2连接)，第二电容C8与第一电容C10并联。
具体地，通过第一电容C10和第二电容C8的并联连接形成电容分压电路，从而降低输入第二控制芯片U2的电压，让输入第二控制芯片U2的电压在可承受范围内，避免因电压过高而损坏第二控制芯片U2。
进一步地，第一放大单元包括第一运算放大器IC1B，第一运算放大器IC1B的反向输入端连接至第二控制芯片U2的电流检测端口，即连接在分压单元的输出端，第一运算放大器IC1B的输出端与第一控制模块300相连。
参见图3和图4所示，进一步地，第一控制模块包括第一控制芯片U1，第一控制芯片U1为MCU芯片，第一控制芯片U1的模拟输入端口PD2/AIN3与第一运算放大器IC1B的输出端相连(图3和图4上的J4连接)。通过第一运算放大器IC1B将第一电压信号放大后输入到第一控制芯片U1中，通过第一控制芯片U1对第一电压信号进行采样即可得到当前LLC电路模块100中的电流大小。
进一步地，调节模块400包括滤波单元和第二放大单元。
参见图4和图5所示，其中，滤波单元的输入端连接至第一控制模块300的PWM信号输出端口PC3/T13(图4和图5上的J5连接)，滤波单元的输出端与第二放大单元的输入端相连，滤波单元用于对第一控制模块300输出的PWM信号进行滤波。
第二放大单元的输出端连接至死区调节电阻500，第二放大单元用于将滤波后的PWM信号进行放大并生成第二电压信号。
参见图5和图6所示，进一步地，第二放大单元包括第二运算放大器IC1A，第二运算放大器IC1A的输出端与死区调节电阻R21(500)的一端相连，死区调节电阻R21(500)的另一端连接至第二控制芯片U2的参考电压输出端口Vref(图5和图6上的J6连接)，第二控制芯片U2的死区时间设置电压输入端口TD连接在参考电压输出端口Vref与死区调节电阻R21(500)之间。
具体地，第二控制芯片U2自参考电压输出端口Vref输出的参考电压是固定的，而第二控制芯片U2的死区时间设置电压输入端口TD输入的电压是通过死区调节电阻R21(500)以及第二运算放大器IC1A的输出端分压得到的，当第二运算放大器IC1A的输出端电压发送改变时，死区时间设置电压输入端口TD的输入电压就会随之发生改变，从而调节LLC电路中的死区时间的长短。
参见图4和图5所示，进一步地，滤波单元包括第一电阻R28和第三电容C16，第一电阻R28的一端与第一控制芯片U1的PWM信号输出端口相连，另一端连接至第二运算放大器IC1A的反向输入端，第三电容C16的一端连接在第二运算放大器IC1A的反相输入端与第一电阻R28之间，另一端接地。
具体地，通过滤波单元将PWM信号进行滤波得到模拟电平，再经过第二运算放大器IC1A放大以改变第二运算放大器IC1A输出端的输出电压。检测单元输送至第一控制模块的第一电压信号，经第一控制芯片U1采样得到当前LLC电路模块100的电流大小，再由第一控制芯片U1根据当前LLC电路100的电流大小来输出不同占空比的PWM信号，从而实现了第二运算放大器IC1A的不同输出电压，进而生成了输入第二控制芯片U2的死区时间设置电压输入端口TD的第二电压信号，达到调节死区时间长短的目的。
参见图3和图5所示，进一步地，第一运算放大器IC1B的同相输入端和反向输入端之间并联有第四电容C15，第二运算放大器IC1A的输入端的同相输入端和反向输入端之间并联有第五电容C13，通过并联的电容C15和C13来分别滤除第一运算放大器IC1B和第二运算放大器IC1A的干扰信号，提高第一运算放大器IC1B第二运算放大器IC1A的抗干扰性。
请继续参照图2至图6所示，下面详细说明本实施例LLC调控电路的工作原理。
具体地，第一电容C10的一端连接在LLC电路模块100上谐振电容C11的一端，另一端连接至第二控制芯片U2的电流检测端口CS，并设置与第一电容C10并联的第二电容C8来降低输入第二控制芯片U2的输入电压。自第一电容C10与第二电容C8并联后的输出端(即与CS端口相连)输出的第一电压信号，经过第一放大器IC1B的放大后输入第一控制芯片U1的PD2/AIN3端口，第一控制芯片U1采样得到当前LLC电路中的电流大小，并自PC3/T13端口输出对应当前LLC电路中的电流大小的不同占空比的PWM信号。输出的PWM信号经过第一电阻R28和第三电容C16的滤波后得到模拟电平，再经过第二运算放大器IC1A放大以改变第二运算放大器IC1A输出端的输出电压。第二控制芯片U2的死区时间设置电压输入端口TD的第二电压信号，由第二控制芯片U2参考电压输出端口Vref输出电压经过死区调节电阻R21和第二运算放大器IC1A的输出电压分压得到，所以，改变了第二运算放大器IC1A的输出电压，便改变了死区时间设置电压输入端口TD的输入电压。第二控制芯片U2的HG、LG端口分别于LLC电路的开关管Q1的P_HG、Q2的P_LG相连，第二控制芯片U2根据死区时间设置电压输入端口TD的输入电压来通过HG、LG端口控制LLC电路中开关管Q1和Q2的开闭，从而实现LLC电路的死区时间的长短对应电流大小二改变，从而提高LLC电路的工作效率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电路，仅仅是示意性的，可以通过其它的方式实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种LLC调控电路，其特征在于，包括：检测模块、第一控制模块、调节模块、死区设置电阻以及第二控制模块，所述死区设置电阻串联于所述调节模块和所述第二控制模块之间；
其中，所述检测模块用于检测LLC电路中的第一电压信号，并将所述第一电压信号发送至所述第一控制模块；
所述第一控制模块用于根据所述第一电压信号输出相应的PWM信号至所述调节模块；
所述调节模块用于根据所述PWM信号生成输入所述第二控制模块的第二电压信号；
所述第二控制模块用于根据所述第二电压信号来调节所述LLC电路死区时间的长短。
2.根据权利要求1所述的LLC调控电路，其特征在于，所述第二控制模块包括第二控制芯片。
3.根据权利要求2所述的LLC调控电路，其特征在于，所述检测模块包括分压单元和第一放大单元；
其中，所述分压单元的输入端用于连接在所述LLC电路上，分压单元的输出端连接至所述第二控制模块，所述分压单元用于降低输入所述第二控制模块的电压；
所述第一放大单元的输入端与所述分压单元的输出端相连，第一放大单元的输出端连接至所述第一控制模块，所述第一放大单元用于将输入所述第一控制模块的所述第一电压信号进行放大。
4.根据权利要求3所述的LLC调控电路，其特征在于，所述分压单元包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端用于连接在所述LLC电路上，另一端连接至所述第二控制芯片的电流检测端口，所述第二电容与所述第一电容并联。
5.根据权利要求3所述的LLC调控电路，其特征在于，所述第一放大单元包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的反向输入端连接至所述第二控制芯片的电流检测端口，所述第一运算放大器的输出端与所述第一控制模块相连。
6.根据权利要求5所述的LLC调控电路，其特征在于，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片的模拟输入端口与所述第一运算放大器的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的LLC调控电路，其特征在于，所述调节模块包括滤波单元和第二放大单元；
其中，所述滤波单元的输入端连接至所述第一控制模块的PWM信号输出端口，所述滤波单元的输出端与所述第二放大单元的输入端相连，所述滤波单元用于对所述第一控制模块输出的所述PWM信号进行滤波；
所述第二放大单元的输出端连接至所述死区调节电阻，所述第二放大单元用于将所述滤波后的PWM信号进行放大并生成所述第二电压信号。
8.根据权利要求7所述的LLC调控电路，其特征在于，所述第二放大单元包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的输出端与所述死区调节电阻的一端相连，所述死区调节电阻的另一端连接至所述第二控制芯片的参考电压输出端口，所述第二控制芯片的死区时间设置电压输入接口连接在所述参考电压输出端口与所述死区调节电阻之间。
9.根据权利要求8所述的LLC调控电路，其特征在于,所述滤波单元包括第一电阻和第三电容，所述第一电阻的一端与所述第一控制芯片的PWM信号输出端口相连，另一端连接至所述第二运算放大器的反向输入端，所述第三电容的一端连接在所述第二运算放大器的反相输入端与第一电阻之间，另一端接地。
10.根据权利要求8所述的LLC调控电路，其特征在于，所述第一运算放大器的同相输入端和反向输入端之间并联有第四电容，所述第二运算放大器的输入端的同相输入端和反向输入端之间并联有第五电容。
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