CN203039588U

CN203039588U - 一种llc谐振变换器控制电路

Info

Publication number: CN203039588U
Application number: CN2012206549339U
Authority: CN
Inventors: 王海超
Original assignee: YUYAO YIWEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YUYAO YIWEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-11-30

Abstract

本实用新型提供了一种LLC谐振变换器控制电路，利用一个控制芯片来控制转换器中开关管的开通和关断，并合理的设置芯片外围电路的元器件参数，使整个谐振转换器工作在零开关状态，大大减小了整流二极管的关断损耗，提高了整个谐振转换电路的效率。

Description

一种LLC谐振变换器控制电路

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，特别涉及一种LLC谐振变换器控制电路，主要用于LED驱动电源。

背景技术

随着社会的发展，LED照明技术因其能耗低、寿命长、应用灵活、环保等众多优点而被广泛应用，LED照明技术得到飞速发展。大功率LED是低电压大电流的驱动器件，当LED电压变化很少时，通过大功率LED的电流变化很大。而LED发光的强度由通过的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过小会影响LED的发光强度，因此LED驱动要提供恒流电源，以保证大功率LED使用安全，发光稳定。

LED因为是低压直流驱动，故不能从市电电网中直接吸取能量，需要专门配套的驱动电源。LED驱动电源一般都是通过功率因数校正将市电整流成较高电压的交流电，再经过变换器将较高电压的交流电转换成为满足驱动LED要求的低压恒流直流电。转换的效率是衡量一个LED驱动电源的重要标准，而LLC谐振变换器的转换效率高于标准电源拓扑，且体积小，运用非常广泛，但其设计难度也较大。

本实用新型即是以一个控制芯片为中心设计的LLC半桥谐振变换器电路。经实验，该变换器的转换效率可达90％以上，最高可达94％。同时在设计过程中基本实现了零电压开关技术，有效减小了二极管的关断损耗，提高了电源的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为LLC谐振变换器提供一种可靠有效的控制器，该控制器可使变换器可输出预期信号，同时由于其电路较为简单，可方便的修改元件参数以适应不同的工作要求。

本实用新型包括谐振变换器控制芯片U1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，第十七电阻R17，第十八电阻R18，第十九电阻R19；第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11；第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3，第四二极管D4，第五整流二极管D5，第六整流二极管D6；电感Lr，变压器Lm，第一开关管Q1，第二开关管Q2。所述LLC谐振变换器控制芯片型号为NCP1396A。

所述控制芯片的引脚1通过电容C1接地；引脚2通过电阻R6接地；引脚3通过电阻R7接地，电阻R7两端并联一个电容C2；引脚4通过电阻R4接地；引脚6与电阻R5的一端相连，R5的另一端分别与电阻R9的一端、电容C4的一端、引脚8相连，电阻R9的另一端、电容C4的另一端均接地；引脚7通过电阻R10接地；引脚10接地；引脚12接20V的VCC电压；引脚13悬空；引脚16通过电容C5与引脚14相连。

所述控制芯片引脚5，通过电阻R8接地，电阻R8两端并联一个电容C3，同时引脚5通过三个串联的电阻R1、R2、R3与第一开关管Q1的漏极相连，开关管Q1的栅极分别与电阻R11、R12二极管的D1的负极相连，开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极相连；电阻R11与二极管D1的正极连接到所述控制芯片的引脚15上，电阻R12的另一端与开关管Q1的源极、开关管Q2的漏极相连；开关管Q2的栅极分别与电阻R13、电阻R14的一端、二极管D2的负极相连，源极与电阻R14的另一端相连并接地，电阻R13的另一端与二极管D2的正极同时与引脚11相连。

所述控制芯片的引脚9分别通过电容C7、电阻R16接地，同时与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端分别与电容C8、电阻R17、二极管D3的正极相连，电容C8、电阻R17的另一端分别接地；所述二极管D3的负极分别与二极管D4的负极、电容C9的一端相连，电容C9的另一端与电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端与所述二极管D4的负极分别接地。

所述控制芯片的引脚14与电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端通过电感Lr与变压器Lm初级的一端相连，变压器初级的另一端接地。

所述变压器的次级输出端分别与二极管D5、D6的正极相连，二极管D5、D6的负极相连，同时与电容C10、C11的正极相连，并作为信号的输出端。所述变压器次级输出端的中心抽头分别与电容C10的负极、电阻R19的一端相连；电阻R19、电容C11的负极分别接地。

本实用新型的输出为正弦波，频率为50Hz。在驱动两个开关管开关时，留有一定的死区时间，同时通过二极管的电流为零时，二极管电压才上升，基本实现了零开关，有效的减小了开关损耗，有利于的能量转换效率的提高。经试验，本实用新型的转换效率可达90％以上，最高可达94％。由于谐振转换器是由集成芯片控制的，电路的体积大大减小，并可有效抑制外界对电路的影响，使电路最大幅度的工作在稳定状态。

附图说明

图1为本实用新型的一种LLC谐振变换器控制电路的框图。

图2为本实用新型的一种LLC谐振变换器控制电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的主要思路如图1所示，高压恒压信号从双MOS开关管流入谐振变换器，而两个开关管的开通和关断则由芯片控制，同时反馈电路从输出端实时采集输出信号，经处理后送入控制芯片，控制芯片则根据反馈信号进行调整，以达到谐振变换器稳定输出的目的。

控制芯片引脚1可以选择软启动所用的时间，引脚2外部接一个电阻可设置最大频率变化范围，引脚3的作用是设置出现错误时的持续时间，引脚4通过外接电阻可设置VFB＝1V时的最小晶振频率，引脚5的作用是检测输入电压，当达到某一条件时关断控制芯片。图中电阻R8的值为1.27MΩ，电阻R1、R2、R3的总值为3.6kΩ。引脚7通过外接电阻可以改变死区宽度，实际上是通过改变晶振的放电电流。可变最短死区时间是100ns(外接3kΩ的电阻)；最长时间是2μs(外接82kΩ电阻)。引脚10是芯片的模拟地，引脚11和引脚15分别驱动靠上靠下的开关管，引脚12为控制芯片的供电引脚，一般为20V，引脚14为半桥连接引脚，输出驱动开关管开通关断信号。

图中的变压器Lm采用集成式的谐振变压器，采用单个磁芯，有利于效率的提高。该具体实施方式中的谐振变压器的初级绕组为48T，次级绕组8T，选用0.1mm*100股的纱包线来绕制。变压器还需要增加一个辅助绕组给PFC以及LLC的芯片供电。供电电压为15V，次级辅助绕组为2T。绕制方式为骨架的中间用挡墙隔开，左边绕原边绕组，右边绕副边绕组和给恒流反馈电路供电的辅助绕组。在此具体实施方式中，开关管选用STP12NM50FP。

当引脚5检测到前级PFC电路正常工作时，引脚11和引脚15就会输出信号来控制靠下开关管和靠上开关管的开通和关断。为避免靠上开关管和靠下开关管的交叉传导，要在两开关管同时关断时，插入一段时间，这个时间可由引脚7通过外接电阻来实现。本例中电阻R10取值10kΩ，工作死区时间为300ns。通过上下开关管的开通和关断，交流电信号通过谐振变换器将电能传给次级输出端，再经过整流二极管D5、D6转换成直流电，由电容C11处输出。电阻R19进行实时采集输出信号，送入反馈电路，经整理后送入控制芯片的第6引脚，根据此反馈信号来进行调整引脚11、引脚15的输出信号，进而影响上下两开关管的开通和关断，达到对输出信号调整的目的。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种LLC谐振变换器控制电路，其特征是，包括：谐振变换器控制芯片U1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，第十七电阻R17，第十八电阻R18，第十九电阻R19；第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11；第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3，第四二极管D4，第五整流二极管D5，第六整流二极管D6；电感Lr，变压器Lm，第一开关管Q1，第二开关管Q2；所述LLC谐振变换器控制芯片型号为NCP1396A；

所述控制芯片的引脚1通过电容C1接地；引脚2通过电阻R6接地；引脚3通过电阻R7接地，电阻R7两端并联一个电容C2；引脚4通过电阻R4接地；引脚6与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端分别与电阻R9的一端、电容C4的一端、引脚8相连，电阻R9的另一端、电容C4的另一端均接地；引脚7通过电阻R10接地；引脚10接地；引脚12接20V的VCC电压；引脚13悬空；引脚16通过电容C5与引脚14相连；

所述控制芯片引脚5,通过电阻R8接地，电阻R8两端并联一个电容C3，同时引脚5通过三个串联的电阻R1、R2、R3与第一开关管Q1的漏极相连，开关管Q1的栅极分别与电阻R11、R12二极管的D1的负极相连，开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极相连；电阻R11与二极管D1的正极连接到所述控制芯片的引脚15上，电阻R12的另一端与开关管Q1的源极、开关管Q2的漏极相连；开关管Q2的栅极分别与电阻R13、电阻R14的一端、二极管D2的负极相连，源极与电阻R14的另一端相连并接地，电阻R13的另一端与二极管D2的正极同时与引脚11相连；

所述控制芯片的引脚9分别通过电容C7、电阻R16接地，同时与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端分别与电容C8、电阻R17、二极管D3的正极相连，电容C8、电阻R17的另一端分别接地；所述二极管D3的负极分别与二极管D4的负极、电容C9的一端相连，电容C9的另一端与电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端与所述二极管D4的负极分别接地；

所述控制芯片的引脚14与电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端通过电感Lr与变压器Lm初级的一端相连，变压器初级的另一端接地；

所述变压器的次级输出端分别与二极管D5、二极管D6的正极相连，二极管D5、二极管D6的负极相连，同时与电容C10、电容C11的正极相连，并作为信号的输出端；所述变压器次级输出端的中心抽头分别与电容C10的负极、电阻R19的一端相连；电阻R19、电容C11的负极分别接地。