CN108233719A - 一种能够适应宽输出电压范围的llc电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够适应宽输出电压范围的llc电路，包括BOOST升压电路，所述BOOST升压电路连接有llc主电路及驱动电路；本发明还公开了一种能够适应宽输出电压范围的控制方法。本发明的有益效果：通过升高母线电压的方式来实现输出电压升高的控制；在变频控制的基础上加入移向控制来实现输出电压降低的控制；通过前级加入boost稳压电路使LLC电路工作不受输入电压变化的影响；可以让使用LLC拓扑做的电源适应较宽的输出电压范围工作，具有适用性强的特点。

Description

一种能够适应宽输出电压范围的llc电路及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电技术领域，具体来说，涉及一种能够适应宽输出电压范围的llc电路及控制方法。

背景技术

LLC电路的软开关特性，使其有着高效率与好的EMC效果，由于具有这些优势LLC电路被广泛应用在汽车充电领域；但是由于其控制频率的特性，不能使其工作在一个较宽的输出电压范围；这样使得它的使用场合受到了很大的制约。下面我将阐明一个能使其工作在较宽输出电压范围的方法。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种能够适应宽输出电压范围的llc电路及控制方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种能够适应宽输出电压范围的llc电路，包括BOOST升压电路，所述BOOST升压电路连接有llc主电路及驱动电路；所述llc主电路及驱动电路包括PWMG引脚，所述PWMG引脚连接电阻R7的下端，所述电阻R7的上端分别连接电阻R8的左端和MOS管Q6的栅极，所述MOS管Q6的漏级连接变压器T1的2引脚，所述变压器T1的5引脚分别连接电容C3的上端、电容C4的上端、电容C5的上端和电容C6的上端，所述变压器T1的4引脚连接MOS管Q7的漏级，所述MOS管Q7的栅级分别连接电阻R10的左端和电阻R9的上端，所述电阻R9的下端连接PWMH引脚，所述变压器T1的1引脚分别连接电感L2的右端和电感L3的上端，所述电感L2的左端连接BOOST升压电路，所述变压器T1的3引脚分别连接电感L3的下端和电流互感器T2的2引脚，所述电流互感器T2的1引脚连接电容C2的右端，所述电容C2的左端与BOOST升压电路连接，所述电流互感器T2的3引脚分别连接电阻R11的左端、二极管D7的负极和二极管D8的正极，所述电流互感器T2的4引脚分别连接电阻R11的右端、二极管D6的负极和二极管D9的正极，所述二极管D8的负极分别连接二极管D9的负极、电阻R4的上端、电阻R5的上端和电阻R6的左端，所述电阻R6的右端分别连接电容C7的上端和电容C8的上端，所述电阻R8的右端、MOS管Q6的源极、电容C3的下端、电容C4的下端、电容C5的下端、电容C6的下端、电阻R10的右端、MOS管Q7的源级、二极管D6的正极、二极管D7的正极、电阻R4的下端、电阻R5的下端、电容C7的下端和电容C8的下端均接地。

进一步的，所述BOOST升压电路包括电源，所述电源的正极分别连接二极管D1的正极和电感L1的左端，所述电感L1的右端分别连接二极管D2的左端和MOS管Q1的漏级，所述MOS管Q1的栅级分别连接二极管D4的正极、电阻R2的右端和电阻R3的上端，所述二极管D4的负极连接电阻R1的右端，所述电阻R1的左端分别连接电阻R2的左端和DSP引脚，所述二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、电容C1的上端、MOS管Q2的漏级和MOS管Q4的漏级，所述MOS管Q2的栅极连接PWMA+引脚，所述MOS管Q2的源极分别连接MOS管Q3的漏级和电感L2的左端，所述MOS管Q3的栅极连接PWMB+引脚，所述MOS管Q4的栅极与PWMB+引脚连接，所述MOS管Q4的源极分别连接MOS管Q5的漏级和电容C2的左端，所述MOS管Q5的栅极与PWMA+引脚连接，所述电源的负极、电阻R3的下端、MOS管Q1的源极、MOS管Q3的源极和MOS管Q5的源极均接地。

本发明还公开了一种能够适应宽输出电压范围的控制方法，包括以下步骤：

S1：控制前级boost升压电路的MOS管以80k的频率输出一定的占空比，进而输出一个恒定的母线电压值；

S2：DSP输出想要得到的电压值所对应的占空比作为电压基准点，由于电压反馈环的存在，只要LLC调制芯片的频率没有到达上限或下限，就能得到想要的电压；

S3：当LLC调制芯片的频率已经达到上限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在上限值频率的基础上来进行移向操作，让Q2与Q3由原来互补的两管变为有一定重叠导通的具有一定移项角的导通方式，这样输出电压也会随着移项角的减小而输出减小；

S4：当LLC调制芯片的频率已经达到下限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在下限值频率的基础上逐渐增加母线电压的基准值，这样输出母线电压就会逐渐升高，然后输出电压也随之升高。

本发明的有益效果：通过升高母线电压的方式来实现输出电压升高的控制；在变频控制的基础上加入移向控制来实现输出电压降低的控制；通过前级加入boost稳压电路使LLC电路工作不受输入电压变化的影响；可以让使用LLC拓扑做的电源适应较宽的输出电压范围工作，具有适用性强的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例所述的一种能够适应宽输出电压范围的llc电路的电路图。

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种能够适应宽输出电压范围的llc电路，包括BOOST升压电路，所述BOOST升压电路连接有llc主电路及驱动电路；所述llc主电路及驱动电路包括PWMG引脚，所述PWMG引脚连接电阻R7的下端，所述电阻R7的上端分别连接电阻R8的左端和MOS管Q6的栅极，所述MOS管Q6的漏级连接变压器T1的2引脚，所述变压器T1的5引脚分别连接电容C3的上端、电容C4的上端、电容C5的上端和电容C6的上端，所述变压器T1的4引脚连接MOS管Q7的漏级，所述MOS管Q7的栅级分别连接电阻R10的左端和电阻R9的上端，所述电阻R9的下端连接PWMH引脚，所述变压器T1的1引脚分别连接电感L2的右端和电感L3的上端，所述电感L2的左端连接BOOST升压电路，所述变压器T1的3引脚分别连接电感L3的下端和电流互感器T2的2引脚，所述电流互感器T2的1引脚连接电容C2的右端，所述电容C2的左端与BOOST升压电路连接，所述电流互感器T2的3引脚分别连接电阻R11的左端、二极管D7的负极和二极管D8的正极，所述电流互感器T2的4引脚分别连接电阻R11的右端、二极管D6的负极和二极管D9的正极，所述二极管D8的负极分别连接二极管D9的负极、电阻R4的上端、电阻R5的上端和电阻R6的左端，所述电阻R6的右端分别连接电容C7的上端和电容C8的上端，所述电阻R8的右端、MOS管Q6的源极、电容C3的下端、电容C4的下端、电容C5的下端、电容C6的下端、电阻R10的右端、MOS管Q7的源级、二极管D6的正极、二极管D7的正极、电阻R4的下端、电阻R5的下端、电容C7的下端和电容C8的下端均接地。

在一具体实施例中，所述BOOST升压电路包括电源，所述电源的正极分别连接二极管D1的正极和电感L1的左端，所述电感L1的右端分别连接二极管D2的左端和MOS管Q1的漏级，所述MOS管Q1的栅级分别连接二极管D4的正极、电阻R2的右端和电阻R3的上端，所述二极管D4的负极连接电阻R1的右端，所述电阻R1的左端分别连接电阻R2的左端和DSP引脚，所述二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、电容C1的上端、MOS管Q2的漏级和MOS管Q4的漏级，所述MOS管Q2的栅极连接PWMA+引脚，所述MOS管Q2的源极分别连接MOS管Q3的漏级和电感L2的左端，所述MOS管Q3的栅极连接PWMB+引脚，所述MOS管Q4的栅极与PWMB+引脚连接，所述MOS管Q4的源极分别连接MOS管Q5的漏级和电容C2的左端，所述MOS管Q5的栅极与PWMA+引脚连接，所述电源的负极、电阻R3的下端、MOS管Q1的源极、MOS管Q3的源极和MOS管Q5的源极均接地。

本发明还公开了一种能够适应宽输出电压范围的控制方法，包括以下步骤：

S1：控制前级boost升压电路的MOS管以80k的频率输出一定的占空比，进而输出一个恒定的母线电压值；

S2：DSP输出想要得到的电压值所对应的占空比作为电压基准点，由于电压反馈环的存在，只要LLC调制芯片的频率没有到达上限或下限，就能得到想要的电压；

S3：当LLC调制芯片的频率已经达到上限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在上限值频率的基础上来进行移向操作，让Q2与Q3由原来互补的两管变为有一定重叠导通的具有一定移项角的导通方式，这样输出电压也会随着移项角的减小而输出减小；

S4：当LLC调制芯片的频率已经达到下限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在下限值频率的基础上逐渐增加母线电压的基准值，这样输出母线电压就会逐渐升高，然后输出电压也随之升高。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，本发明采用在LLC电路前级加一个BOOST升压电路，这样不仅能适应宽的输入电压范围，而且由于BOOST电路闭环稳压值供给LLC电路，这样LLC电路的增益几乎是1也是让LLC电路的工作频率几乎不受输入电压变化的影响，这样LLC电路的频率变化也就只受控于输出电压的变化与输出负载的变化；要想得到一个较高的输出电压和带动较高的负载，通过升高母线电压来增加输出电压，因为变压器的匝比是不变的，所以这样LLC电路的频率是不会降低。如果想得到一个较小的输出电压，采用的办法是在变频的基础上增加移向的控制，这样通过控制移向角度，就可以实现输出电压的降低；这样也就使LLC电路能够适应宽输出电压范围。

本发明提供的控制方法的具体操作流程如下：

第一，控制前级boost电路的开关管以80k的频率输出一定的占空比，占空比开的大小由boost输出电压的反馈环来决定，这样输出一个恒定的母线电压值；

第二，让DSP输出一个想要得到的电压值所对应的占空比作为电压基准点，这样由于电压反馈环的存在，只要LLC调制芯片的频率没有到达上限或下限，就可以得到想要的电压；

第三，如果需要的输出电压很低，LLC调制芯片的频率已经达到最高，这时候采用在最高频率的基础上来进行移向操作，这时Q2,Q5同时导通，Q3,Q4同时导通，Q2与Q3为互补的两管，Q4与Q5为互补的两管，这时让Q2与Q3由原来互补的两管变为有一定重叠导通的具有一定移项角的导通方式，这样输出电压也会随着移项角的减小而输出减小；

第四，如果输出电压很高，LLC调制芯片的频率已经到达最小值，这时候采用在最低频率的基础上逐渐增加母线电压的基准值，这样输出母线电压就会逐渐升高，然后输出电压也随之升高。

综上所述，本发明通过升高母线电压的方式来实现输出电压升高的控制；在变频控制的基础上加入移向控制来实现输出电压降低的控制；通过前级加入boost稳压电路使LLC电路工作不受输入电压变化的影响；可以让使用LLC拓扑做的电源适应较宽的输出电压范围工作，具有适用性强的特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种能够适应宽输出电压范围的llc电路，其特征在于，包括BOOST升压电路，所述BOOST升压电路连接有llc主电路及驱动电路；所述llc主电路及驱动电路包括PWMG引脚，所述PWMG引脚连接电阻R7的下端，所述电阻R7的上端分别连接电阻R8的左端和MOS管Q6的栅极，所述MOS管Q6的漏级连接变压器T1的2引脚，所述变压器T1的5引脚分别连接电容C3的上端、电容C4的上端、电容C5的上端和电容C6的上端，所述变压器T1的4引脚连接MOS管Q7的漏级，所述MOS管Q7的栅级分别连接电阻R10的左端和电阻R9的上端，所述电阻R9的下端连接PWMH引脚，所述变压器T1的1引脚分别连接电感L2的右端和电感L3的上端，所述电感L2的左端连接BOOST升压电路，所述变压器T1的3引脚分别连接电感L3的下端和电流互感器T2的2引脚，所述电流互感器T2的1引脚连接电容C2的右端，所述电容C2的左端与BOOST升压电路连接，所述电流互感器T2的3引脚分别连接电阻R11的左端、二极管D7的负极和二极管D8的正极，所述电流互感器T2的4引脚分别连接电阻R11的右端、二极管D6的负极和二极管D9的正极，所述二极管D8的负极分别连接二极管D9的负极、电阻R4的上端、电阻R5的上端和电阻R6的左端，所述电阻R6的右端分别连接电容C7的上端和电容C8的上端，所述电阻R8的右端、MOS管Q6的源极、电容C3的下端、电容C4的下端、电容C5的下端、电容C6的下端、电阻R10的右端、MOS管Q7的源级、二极管D6的正极、二极管D7的正极、电阻R4的下端、电阻R5的下端、电容C7的下端和电容C8的下端均接地。

2.根据权利要求1所述的一种能够适应宽输出电压范围的llc电路，其特征在于，所述BOOST升压电路包括电源，所述电源的正极分别连接二极管D1的正极和电感L1的左端，所述电感L1的右端分别连接二极管D2的左端和MOS管Q1的漏级，所述MOS管Q1的栅级分别连接二极管D4的正极、电阻R2的右端和电阻R3的上端，所述二极管D4的负极连接电阻R1的右端，所述电阻R1的左端分别连接电阻R2的左端和DSP引脚，所述二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、电容C1的上端、MOS管Q2的漏级和MOS管Q4的漏级，所述MOS管Q2的栅极连接PWMA+引脚，所述MOS管Q2的源极分别连接MOS管Q3的漏级和电感L2的左端，所述MOS管Q3的栅极连接PWMB+引脚，所述MOS管Q4的栅极与PWMB+引脚连接，所述MOS管Q4的源极分别连接MOS管Q5的漏级和电容C2的左端，所述MOS管Q5的栅极与PWMA+引脚连接，所述电源的负极、电阻R3的下端、MOS管Q1的源极、MOS管Q3的源极和MOS管Q5的源极均接地。

3.一种能够适应宽输出电压范围的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：控制前级boost升压电路的MOS管以80k的频率输出一定的占空比，进而输出一个恒定的母线电压值；

S2：DSP输出想要得到的电压值所对应的占空比作为电压基准点，由于电压反馈环的存在，只要LLC调制芯片的频率没有到达上限或下限，就能得到想要的电压；

S3：当LLC调制芯片的频率已经达到上限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在上限值频率的基础上来进行移向操作，让Q2与Q3由原来互补的两管变为有一定重叠导通的具有一定移项角的导通方式，这样输出电压也会随着移项角的减小而输出减小；

S4：当LLC调制芯片的频率已经达到下限值，需要的输出电压仍然满足不了需求时，在下限值频率的基础上逐渐增加母线电压的基准值，这样输出母线电压就会逐渐升高，然后输出电压也随之升高。