CN116526874B - 一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 - Google Patents
一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116526874B CN116526874B CN202310806773.8A CN202310806773A CN116526874B CN 116526874 B CN116526874 B CN 116526874B CN 202310806773 A CN202310806773 A CN 202310806773A CN 116526874 B CN116526874 B CN 116526874B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- capacitor
- voltage
- resistor
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 71
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/4815—Resonant converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
- H02M1/0054—Transistor switching losses
- H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了零电压导通的LC谐振电源控制电路及其控制方法。LC谐振电源的主电路拓扑包括AC整流电路、LC谐振电路、输出电路以及控制电路,AC整流电路将电源的AC交流电变为DC直流电,LC谐振电路用于将直流电逆变成高频的交流电,输出电路将高频逆变的电压进行稳压后输出,LC谐振电路与所述输出电路之间连接有变压器,控制电路用于控制LC谐振电路中第一开关管的通断,通过控制第一开关管的通断来调整输出电压的大小。本发明通过改变Vref的大小可以控制延时电路的充电时间,从而控制LC谐振电路的充电时间,进而控制输出电压的大小,实现电源宽范围的输出电压调节,甚至零伏起调,可降低开关损耗,有效提高电源效率。
Description
技术领域
本发明属于LC谐振电源设计技术领域,具体涉及一种零电压导通的LC谐振电源控制电路及其控制方法。
背景技术
现今用电设备对电能要求非常严苛,不仅要求电源效率高,而且还要求体积尽量小、电磁干扰尽量小、功率密度尽量高等。目前常用的直流电源分为线性稳压电源和开关电源两大类。线性电源的优点是电路结构简单、成本低;缺点是功率损耗大,发热严重,不满足节能要求。而对于开关电源,我们可以通过提高电源的开关频率来减小其磁性器件的体积、降低输出电压纹波、提高电源效率。但是作为开关的功率半导体器件(MOS管等,以下都用MOS管)在开关瞬间会存在开关损耗,当开关频率大到一定程度后,这种开关损耗则成为限制电源效率的主要因素。
在此基础上发展起来的LLC谐振电源,其在开关MOS管导通前,电流先从MOS管的体二极管(S到D)内流过,开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V(实际为二极管压降),此时让开关MOS管导通,实现了零电压导通,因而MOS管的损耗几乎可以不计。但是LLC电源常采用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation, PFM)方式调节输出电压,控制电路复杂,且电源的工作频率范围受到器件的限制,难以实现宽范围的输出电压调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零电压导通的LC谐振电源控制电路及其控制方法,控制电路简单,且输出电压可以由0V起调及实现较宽范围的输出电压调节。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案之一是:一种零电压导通的LC谐振电源控制电路,所述LC谐振电源的主电路拓扑包括AC整流电路、LC谐振电路、电源输出电路以及控制电路,所述AC整流电路将电源的AC交流电变为DC直流电,所述LC谐振电路用于将直流电逆变成高频的交流电,所述输出电路将高频逆变的电压进行稳压后输出,所述LC谐振电路与所述输出电路之间还连接有变压器,所述控制电路用于控制LC谐振电路中开关管的通断,通过控制开关管的通断来调整输出电压的大小,所述控制电路包括电压检测电路、延时电路、启动电路和驱动电路,所述电压检测电路的输出连接驱动电路的输入,其用于检测LC谐振电路中开关管漏极点电位(V_detect点电位),所述延时电路的输出连接驱动电路的输入,其用于在开关管导通后延迟一定时间再使开关管关断,所述启动电路输入连接驱动电路的输出,启动电路的输出连接驱动电路的输入,启动电路用于当LC谐振电路未启动或停振时触发电路使其开始振荡,所述驱动电路的输出连接开关管栅极,其用于控制开关管的通断。
在一种可行的实现方式中,所述AC整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第二整流二极管和第一电感,第一电容并联于第二整流二极管的输入级,第一电感的一端与第二整流二极管的输出相连,另一端与并联的第二电容和第三电容相连,所述AC整流电路将电源的AC交流电变为DC直流电。
在一种可行的实现方式中,所述LC谐振电路包括第四电容(谐振电容)、变压器励磁电感(谐振电感)以及第一开关管,所述第四电容和所述变压器励磁电感并联,所述第一开关管连接于谐振电容和谐振电感的输出端和信号地之间,所述LC谐振电路将直流电逆变成高频的交流电。
在一种可行的实现方式中,所述输出电路包括第四二极管、第五电容以及负载,变压器的一端连接第四二极管的正极,第四二极管的负极连接第五电容,第四二极管第五电容和负载并联,输出电路将高频逆变的电压进行稳压后输出。
在一种可行的实现方式中,所述电压检测电路包括第一稳压管、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻、第十电阻、第十一电阻、第七电容和U1A比较器,电压检测电路检测V_detect点电位电压是否小于0,V_detect点电位通过第五电阻和第七电阻分压后连接到U1A比较器的反向输入端,第八电阻用于上拉接9V电源,第一稳压管和第七电阻并联用于保护其后的电路;第二电阻和第三电阻将9V电源分压后与U1A比较器的正向输入端相连,第七电容跟第三电阻并联,当V_detect点的电位为0时,U1A比较器反向输入端实际是一个大于0的正电压,设此时电压为V0,只要调节第二电阻使U1A比较器正向输入端的电压等于V0(实际要稍微大于V0),就能在V_detect点电位过零时使U1A比较器输出反转;V_detect点电位过零之前,第一开关管是断开的,LC谐振电路处于自由振荡状态,当过零发生后,U1A比较器的反向端的电位低于同向端的电位,此时,U1A比较器输出高电平,并通过驱动电路使第一开关管导通;
在一种可行的实现方式中,所述延时电路包括第八电容、第十电容、第十三电阻、第三二极管和U1B比较器,第十三电阻连接于15V电源和U1B比较器的反向输入端,第八电容连接于信号地和U1B比较器的反向输入端,第三二极管连接于U1B的反向输入端和U1A的输出端,第十电容连接于信号地和U1B的正向输入端,所述延时电路在第一开关管导通后,延迟一定时间(此时相当于给LC谐振电路充电)再使第一开关管关断,LC谐振电路再次进入自由振荡状态。所述延时电路的输出连接驱动电路的输入,其作用为当到达一定的充电时间后,其中,所述充电时间由参考电压Vref确定,输出低电平,使得驱动电路关闭开关管,LC谐振电路进入自由振荡状态。
在U1A比较器的输出为低时,U1A比较器的输出通过第三二极管将U1B比较器的反向输入端拉低,由于比较器为OC门输出,所以此时U1B比较器输出为高阻状态,因此不影响驱动电路的输出;当U1A比较器输出发生从低电平到高电平的反转时,第三二极管D3不再导通,第八电容开始充电,U1B比较器反向端的电位开始升高,当升高到大于U1B比较器同向端的电位时,U1比较器B输出低电平,并通过驱动电路使第一开关管关断,LC谐振电路进入自由振荡状态。可以看到第八电容的充电时间就是LC谐振电路的充电时间。LC谐振电路开始自由振荡后,V_detect点电位开始升高,不再处于“过零”状态,此时U1A比较器反相端电位将会高于同相端电位,致使其输出低电平,将第八电容C8的电压重新拉低,以保证它在下次“过零”时能够重新计时。
在一种可行的实现方式中,所述驱动电路包括第二三极管和第三三极管,所述第二三极管为NPN型,所述第三三极管为PNP型,第二三极管和第三三极管连接组成推挽电路。
在一种可行的实现方式中,所述启动电路包括第六电容、第九电容、第六二极管、第七二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻以及第五三极管,第六电容的一端连接驱动电路的输出,另一端连接第六二极管的阳极,第十五电阻连接于第六二极管的阳极和信号地,第九电容连接于第六二极管的阴极和信号地,第十七电阻连接于第六二极管的阴极和第五三极管的基极,第五三极管的发射极接地,集电极通过第十六电阻接15V电源,第七二极管阴极接驱动电路的输入端。
本发明另一方面还提供了一种零电压导通的LC谐振电源控制电路的控制方法,采用上述控制电路结构,所述的控制方法包括以下步骤:
步骤1,初始时,驱动电路的输出为低电平,LC谐振电路中的第一开关管为关断状态,此时启动电路中第五三极管的基极电平为低,第五三极管为关断状态,集电极输出高电平,通过第七二极管后触发驱动电路输出高电平,LC谐振电路中的第一开关管导通,电路开始工作;
步骤2,第一开关管导通,LC谐振电路通电,由于励磁电感中电流不能突变,电流会随着时间的延长逐渐增加,电感充能,相当于电源给LC谐振电路充电,此时第一开关管两端的电压保持为零;
步骤3,第一开关管电压两端为零,即V_detect点电位为零,此时电压检测电路中的U1A比较器的反向输入端小于正向输入端,U1A比较器输出高电平,同样使得驱动电路输出高电平,使第一开关管保持导通状态;
步骤4,U1A比较器的输出为高,使得原本通过第三二极管钳位在低电平的U1B比较器反向输出端电平不再为低,由于电容电压不能突变,第八电容电压开始缓慢升高,当第八电容的电压升高到超过U1B比较器的正向输入端时,U1B比较器输出低电平,通过驱动电路使第一开关管断开,LC谐振电路处于自由振荡状态;
步骤5,LC谐振电路在自由振荡时,V_detect点电位开始会升高,升到最高点时开始下降,在此期间,由于U1A比较器的反向输入端电压大于零,U1A比较器输出低电平;
步骤6,当V_detect点电位下降到零时,U1A比较器再次输出高电平,并通过驱动电路使第一开关管导通,电源再次给LC谐振电路充电,如此往复,使电路持续振荡下去。
本发明的有益效果:
本发明通过检测第一开关管漏极点电位(V_detect点电位),当其电位为零时,控制开关管导通,实现了开关管的零电压导通,避免了开关管的导通损耗,可以大大提高电源的效率;
通过本发明巧妙的电路设计,使得改变Vref的大小可以控制延时电路上第八电容的充电时间,从而控制LC谐振电路的充电时间,充电时间越长,输出电压越大,反之,输出电压越小。由以上步骤4可知,充电时间由第八电容和参考电压Vref决定,因此可以通过改变Vref的电压来控制输出电压的大小,由此可以实现宽范围的输出电压调节,甚至零伏起调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案以及本发明的有益效果,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,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示出的结构获得其他的结构。
图1为本发明的主电路拓扑结构图。
图2为本发明的V_detect点的电压波形图。
图3为本发明的控制电路图。
具体实施方式
在本申请的实施例中提供了一种零电压导通的LC谐振电源控制电路,该电路结构如附图1、图3所示,一种零电压导通的LC谐振电源控制电路,所述LC谐振电源的主电路拓扑包括AC整流电路、LC谐振电路、输出电路以及控制电路,所述AC整流电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第二整流二极管D2和第一电感L1,其中,C1并联于D2的输入级,L1的一端与D2的输出相连,另一端与并联的C2和C3相连,AC整流电路将电源的交流电变为直流电,所述LC谐振电路包括谐振电容C4、谐振电感Lm、第一开关管Q1,其中,C4和Lm并联,Q1连接于C4和Lm的输出端和信号地之间,LC谐振电路的作用是将直流电逆变成高频的交流电,输出电路包括第四二极管D4、第五电容C5以及负载load,LC谐振电路与输出电路之间连接有第一变压器T1,T1的一端连接D4的正极,D4的负极连接C5,C5和负载并联,所述控制电路用于控制LC谐振电路中的第一开关管Q1,通过控制Q1的通断来调整输出电压的大小。
本实施例所述控制电路包括电压检测电路、延时电路、启动电路和驱动电路,电压检测电路输出通过第十一电阻R11后连接驱动电路的输入,其作用为当检测到开关管两端电压为零时输出高电平,输出给驱动电路后用于使开关管导通,使LC谐振电路进入充电状态;延时电路的输出也连接驱动电路的输入,其作用为当到达一定的充电时间(充电时间由Vref确定)后,输出低电平,使得驱动电路关闭开关管,LC谐振电路进入自由振荡状态;启动电路输入连接驱动电路的输出,输出连接驱动电路的输入,其作用为当电路未启动或停振时触发电路使其开始振荡;驱动电路的输出连接开关管,用于控制开关管的通断。
本实施例所述电压检测电路(detector)包括第一稳压管D1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10、第十一电阻R11、第七电容C7和U1A比较器。V_detect点电位通过R5和R7分压后连接到比较器的反向输入端,R8用于上拉接9V电源,D1和R7并联用于保护其后边的电路;R2和R3将9V电源分压后与U1A的正向输入端相连,R7跟R3并联。
本实施例所述延时电路包括第八电容C8、第十电容C10、第十三电阻R13、第三二极管D3和U1B比较器,R13连接于15V电源和U1B比较器的反向输入端,C10连接于信号地和U1B比较器的反向输入端,D3连接于U1B的反向输入端和U1A的输出端,C10连接于信号地和U1B的正向输入端。
本实施例所述驱动电路包括第二三极管Q2(NPN型)和第三三极管Q3(PNP型),Q2与Q3连接组成推挽电路。
本实施例所述所述启动电路包括第六电容C6、第九电容C9、第六二极管D6、第七二极管D7、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17以及第五三极管Q5,C6的一端连接驱动电路的输出,另一端连接D6的阳极,R15分别连接于D6的阳极和信号地,C9分别连接于D6的阴极和信号地,R17分别连接于D6的阴极和Q5的基极,Q5的发射极接地,Q5的集电极通过R15接15V电源,D7阴极接驱动电路的输入端。
本实施例的±15V电源以及9V电源都是由常用的电源芯片和常规的电路得到,在此不再赘述。
电压检测电路的主要功能是检测V_detect点电位是否小于0。V_detect点的电压经R5和R7分压后连接到detector电路中U1A的反向输入端,为了能检测过零信号,U1A的反向输入端还通过R8与一个9V电源相连,当V_detect点的电位为0时,U1A反向输入端实际是一个大于0的正电压,设此时电压为V0,只要调节R2使U1A正向输入端的电压等于V0(实际要稍微大于V0),就能在V_detect点电位过零时使比较器U1A输出反转;V_detect点电位过零之前,Q1是断开的,LC处于自由振荡状态,当过零发生后,比较器U1A的反向端的电位低于同向端的电位,此时,U1A输出高电平,并通过驱动电路Q2和Q3使Q1导通;delay延时电路是在Q1导通后,延迟一定时间(此时相当于给LC谐振电路充电)再使Q1关断,LC谐振电路再次进入自由振荡状态。
在U1A的输出为低时,U1A的输出通过D3将U1B的反向输入端拉低,由于比较器为OC门输出,所以此时U1B输出为高阻状态,因此不影响驱动电路的输出;当U1A输出发生从低电平到高电平的反转时,D3不再导通,C8开始充电,U1B反向端的电位开始升高,当升高到大于U1B同向端的电位时,U1B输出低电平,并通过驱动电路使Q1关断,LC谐振电路进入自由振荡状态。可以看到C8的充电时间就是LC谐振电路的充电时间。LC谐振电路开始自由振荡后,V_detect点电位开始升高,不再处于“过零”状态,此时U1A反相端电位将会高于同相端电位,致使其输出低电平,将C8的电压重新拉低,以保证它在下次“过零”时能够重新计时。V_detect点的电压波形如附图2所示,电压在0点的时间延迟(delay)为LC谐振电路充电时间,脉冲宽度t为LC谐振电路自由振荡时间,假设LC谐振周期为T,则LC自由振荡时间,Uo为输出电压,LC谐振电路充电时间越长,输出电压Uo越大。
从LC谐振电源的主电路拓扑分析中知道,LC谐振电路充电时间越长,输出电压越高,反之输出电压越低,而LC谐振电路的充电时间由C8的充电时间决定,通过改变Vref的大小可以改变C8的充电时间,因此可以通过调节Vref的大小来调节输出电压的大小,实现宽范围的输出电压调节,甚至可以做到零伏电压起调。
本实施例启动电路的功能是,在电路未启动或者停振的时候,触发电路使其发生振荡。其原理是通过C6和D6等组成隔值整流滤波电路来检测电路是否振荡,如果在振荡,D6阴极为高电平,使Q5导通,由于D7的存在,Q5的导通不会对振荡电路造成影响;如果电路停止振荡,D6阴极为低电平,Q5截止,其集电极输出高电平,由于U1A此时输出低电平,使得U1B输出为高阻,这样Q5集电极的高电平通过D7将驱动电路输出高电平,使得Q1导通,进而使得LC谐振电路开始在充电和自由振荡之间反复延续下去。
基于本发明实施例零电压导通的LC谐振电源控制电路的控制方法,所述的控制方法包括以下步骤:
步骤1,初始时,驱动电路的输出为低电平,LC谐振电路中的Q1为关断状态,此时启动电路中Q5的基极电平为低,Q5为关断状态,集电极输出高电平,通过D7后触发驱动电路输出高电平,LC谐振电路中的Q1导通,电路开始工作;
步骤2,Q1导通,LC谐振电路通电,由于励磁电感中电流不能突变,电流会随着时间的延长逐渐增加,电感充能,相当于电源给LC谐振电路充电,此时Q1两端的电压保持为零;
步骤3,V_detect点电位为零,此时电压检测电路中的U1A比较器的反向输入端小于正向输入端,U1A比较器输出高电平,同样使得驱动电路输出高电平,使Q1保持导通状态;
步骤4,U1A比较器的输出为高,使得原本通过D3钳位在低电平的U1B比较器反向输出端电平不再为低,由于电容电压不能突变,C8开始缓慢升高,当C8的电压升高到超过U1B比较器的正向输入端时,U1B比较器输出低电平,通过驱动电路使Q1断开,LC谐振电路处于自由振荡状态;
步骤5,LC谐振电路在自由振荡时,V_detect点电位开始会升高,升到最高点时开始下降,在此期间,由于U1A比较器的反向输入端电压大于零,U1A比较器输出低电平;
步骤6,当V_detect点电位下降到零时,U1A比较器再次输出高电平,并通过驱动电路使Q1导通,电源再次给LC谐振电路充电,如此往复,使电路持续振荡下去。
该控制方法通过控制充电时间延长的长度,控制输出电压大小,充电时间越长,输出电压越大,反之,输出电压越小,从而实现具有所述电路的开关电源具有宽范围的输出电压调节。
本发明通过通过检测开关管Q1漏极点(V_detect点)电位,当其电位为零时,控制开关管导通,实现了开关管的零电压导通,避免了开关管的导通损耗,可以大大提高电源的效率;
通过巧妙的电路设计,使得改变Vref的大小可以控制C8的充电时间,从而控制LC谐振电路的充电时间,进而控制输出电压的大小,可以应用于设备的开关电源中,由此可以实现电源宽范围的输出电压调节,甚至零伏起调,可降低开关损耗,有效提高电源效率。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述LC谐振电源的主电路拓扑包括AC整流电路、LC谐振电路、电源输出电路以及控制电路,所述AC整流电路将电源的AC交流电变为DC直流电,所述LC谐振电路用于将直流电逆变成高频的交流电,所述输出电路将高频逆变的电压进行稳压后输出,所述LC谐振电路与所述输出电路之间还连接有变压器,所述控制电路用于控制LC谐振电路中开关管的通断,通过控制开关管的通断来调整输出电压的大小,所述控制电路包括电压检测电路、延时电路、启动电路和驱动电路,所述电压检测电路输出连接驱动电路的输入用于检测LC谐振电路中开关管漏极点电位,所述延时电路的输出连接驱动电路的输入,用于在开关管导通后延迟一定时间再使开关管关断,所述启动电路输入连接驱动电路的输出,启动电路输出连接驱动电路的输入,启动电路用于当LC谐振电路未启动或停振时触发电路使其开始振荡,所述驱动电路的输出连接开关管栅极,用于控制开关管的通断。
2.根据权利要求1所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述AC整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第二整流二极管和第一电感,第一电容并联于第二整流二极管的输入级,第一电感的一端与第二整流二极管的输出相连,另一端与并联的第二电容和第三电容相连。
3.根据权利要求1所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述LC谐振电路包括第四电容、变压器励磁电感以及第一开关管,所述第四电容和所述变压器励磁电感并联,所述第一开关管连接于谐振电容和谐振电感的输出端和信号地之间。
4.根据权利要求1所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述输出电路包括第四二极管、第五电容以及负载,变压器的一端连接第四二极管的正极,第四二极管的负极连接第五电容,第四二极管第五电容和负载并联。
5.根据权利要求3所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述电压检测电路包括第一稳压管、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻、第十电阻、第十一电阻、第七电容和U1A比较器,开关管漏极点电位通过第五电阻和第七电阻分压后连接到U1A比较器的反向输入端,第一稳压管和第七电阻并联用于保护其后边的电路;第二电阻和第三电阻将一个9V电源分压后与U1A比较器的正向输入端相连,第七电容跟第三电阻并联,U1A的反向输入端还通过第八电阻与另一个9V电源相连。
6.根据权利要求5所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述延时电路包括第八电容、第十电容、第十三电阻、第三二极管和U1B比较器,第十三电阻连接于15V电源和U1B比较器的反向输入端,第八电容连接于信号地和U1B比较器的反向输入端,第三二极管连接于U1B比较器的反向输入端和U1A比较器的输出端,第十电容连接于信号地和U1B比较器的正向输入端。
7.根据权利要求1所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述驱动电路包括第二三极管和第三三极管,所述第二三极管为NPN型,所述第三三极管为PNP型,第二三极管和第三三极管连接组成推挽电路。
8.根据权利要求6所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,所述启动电路包括第六电容、第九电容、第六二极管、第七二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻以及第五三极管,第六电容的一端连接驱动电路的输出,另一端连接第六二极管的阳极,第十五电阻连接于第六二极管的阳极和信号地,第九电容连接于第六二极管的阴极和信号地,第十七电阻连接于第六二极管的阴极和第五三极管的基极,第五三极管的发射极接地,集电极通过第十六电阻接一个15V电源,第七二极管阴极接驱动电路的输入端。
9.一种零电压导通的LC谐振电源控制电路的控制方法,所述的控制方法应用于如权利要求8所述的零电压导通的LC谐振电源控制电路,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,初始时,驱动电路的输出为低电平,LC谐振电路中的第一开关管为关断状态,此时启动电路中第五三极管的基极电平为低,第五三极管为关断状态,集电极输出高电平,通过第七二极管后触发驱动电路输出高电平,LC谐振电路中的第一开关管导通,电路开始工作;
步骤2,第一开关管导通,LC谐振电路通电,由于励磁电感中电流不能突变,电流会随着时间的延长逐渐增加,电感充能,相当于电源给LC谐振电路充电,此时第一开关管两端的电压保持为零;
步骤3,第一开关管电压两端为零,此时电压检测电路中的U1A比较器的反向输入端小于正向输入端,U1A比较器输出高电平,同样使得驱动电路输出高电平,使第一开关管保持导通状态;
步骤4,U1A比较器的输出为高,使得原本通过第三二极管钳位在低电平的U1B比较器反向输出端电平不再为低,由于电容电压不能突变,第八电容电压开始缓慢升高,当第八电容的电压升高到超过U1B比较器的正向输入端时,U1B比较器输出低电平,通过驱动电路使第一开关管断开,LC谐振电路处于自由振荡状态;
步骤5,LC谐振电路在自由振荡时,第一开关管漏极点电位开始会升高,升到最高点时开始下降,在此期间,由于U1A比较器的反向输入端电压大于零,U1A比较器输出低电平;
步骤6,当第一开关管漏极点电位下降到零时,U1A比较器再次输出高电平,并通过驱动电路使第一开关管导通,电源再次给LC谐振电路充电,如此往复,使电路持续振荡下去。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310806773.8A CN116526874B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310806773.8A CN116526874B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116526874A CN116526874A (zh) | 2023-08-01 |
CN116526874B true CN116526874B (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=87399800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310806773.8A Active CN116526874B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116526874B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6011708A (en) * | 1993-03-22 | 2000-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for controlling the working points of a series-resonant-circuit inverter |
KR20040005706A (ko) * | 2002-07-10 | 2004-01-16 | 인터피온반도체주식회사 | 압전 변압기를 이용한 고효율 냉음극관용 인버터 시스템 |
CN104333240A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-04 | 小米科技有限责任公司 | 一种谐振整流装置、谐振整流控制方法及装置 |
CN110739859A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-01-31 | 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) | 一种对称半桥谐振开环直流比例变换器 |
CN115347797A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-15 | 固德威技术股份有限公司 | 一种双向串联谐振型dc-dc变换器的pwm调制方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103477550B (zh) * | 2012-02-23 | 2015-06-17 | 株式会社京三制作所 | 电流型逆变器装置以及电流型逆变器装置的控制方法 |
US10298137B2 (en) * | 2017-03-10 | 2019-05-21 | Semiconductor Components Industries, Llc | Advanced frequency reduction of quasi-resonant converters |
-
2023
- 2023-07-04 CN CN202310806773.8A patent/CN116526874B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6011708A (en) * | 1993-03-22 | 2000-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for controlling the working points of a series-resonant-circuit inverter |
KR20040005706A (ko) * | 2002-07-10 | 2004-01-16 | 인터피온반도체주식회사 | 압전 변압기를 이용한 고효율 냉음극관용 인버터 시스템 |
CN104333240A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-04 | 小米科技有限责任公司 | 一种谐振整流装置、谐振整流控制方法及装置 |
CN110739859A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-01-31 | 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) | 一种对称半桥谐振开环直流比例变换器 |
CN115347797A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-15 | 固德威技术股份有限公司 | 一种双向串联谐振型dc-dc变换器的pwm调制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116526874A (zh) | 2023-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9054592B2 (en) | Synchronous rectifying control method and circuit for isolated switching power supply | |
CN105846682B (zh) | 一种正反激变换器的新型混合控制方式 | |
JP3707436B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US6639811B2 (en) | Switching power supply unit | |
CN110798075B (zh) | 控制电路以及应用其的开关变换器 | |
CN103368402B (zh) | 开关电源装置 | |
CN111064364B (zh) | 同步整流Buck变换器全软开关电路及其控制方法 | |
WO2009124469A1 (zh) | 双三极管电流控制型自振荡反激变换器 | |
WO2023020407A1 (zh) | 一种buck变换器控制方法及控制电路 | |
CN112087146B (zh) | 一种不对称半桥反激变换器的控制方法及电路 | |
CN201440636U (zh) | 开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路 | |
CN111682769B (zh) | 有源钳位正激变换器的自适应同步整流数字控制方法 | |
TW202249403A (zh) | 隔離型電源的控制電路、隔離型電源及其控制方法 | |
CN114499146A (zh) | 一种适用于谐振变换器的闭环软启动控制系统 | |
CN1223073C (zh) | 具有同步功率转换的电源 | |
CN111585441B (zh) | 一种原边调节有源钳位反激变换器的控制系统及方法 | |
CN204578367U (zh) | 一种boost电路拓扑结构的开关电源 | |
CN113676057A (zh) | 一种基于二次电流模拟的llc同步整流电路 | |
CN116526874B (zh) | 一种零电压导通的lc谐振电源控制电路及其控制方法 | |
CN115378266A (zh) | 适用于宽范围输出电压的变换器及其控制方法 | |
CN110350802B (zh) | 一种双变压器自激振荡式半桥驱动倍压变换电路 | |
CN218783723U (zh) | 一种基于控制芯片的反激式开关电源 | |
WO2023098199A1 (zh) | 基于自激式降压变换器的高功率密度辅助电源 | |
US20220190704A1 (en) | Switching converter and control circuit thereof | |
CN214256123U (zh) | 一种浪涌电流抑制电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |