CN203352433U - 一种全桥llc变换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全桥LLC变换电路，包括：谐振电感、谐振电容、变压器、第一钳位单元与第二钳位单元。其中：谐振电感与变压器相连；对谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第一续流回路的第一钳位单元的输出端与电源正极相连，第一钳位单元的输入端与谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连；对谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第二续流回路的第二钳位单元的输出端与谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连，第二钳位单元的输入端与电源负极相连。上述电路在每一个开关周期都可以起作用，当过流引起谐振电容电压增加到电源电压时，即有钳位单元导通，对谐振电感及变压器原边组成续流回路，起到保护作用，没有时间延迟。

Description

一种全桥LLC变换电路

技术领域

本实用新型涉及电源过流保护技术领域，尤其涉及一种全桥LLC变换电路。 

背景技术

图1是普通的全桥LLC变换电路。包括4个主开关管：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4，谐振电容Cr，谐振电感Lr和变压器TR以及变压器TR副边整流器件和滤波电容C2。 

当电路发生负载突变或短路变化时，为了减小大动态过程功率管的电流应力以及满足输出短路保护要求，通常会采取峰值电流保护技术。一般的保护方式是通过串联在谐振回路的分流器Rs或互感器CT对谐振电流进行采样，将电流信号转化为电压信号，经滤波放大后送比较器，与基准电压信号进行比较，比较器输出过流信号去封锁驱动脉冲。图2是一般过流保护方式的电流采样位置示意图，通过分流器Rs采样或互感器CT采样。 

但是这种被动的保护方法是在电路已经出现了大电流之后才开始启动工作，且从采样到滤波放大再到比较电路，一般会产生上百微妙甚至毫秒级的延迟，对于高频200k以上的变换频率而言，相当于数十个开关周期，这段时间的大电流已经足以让开关管损坏。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种全桥LLC变换电路，以解决现有技术中电路保护有延迟的问题。 

为了实现上述目的，现提出的方案如下： 

一种全桥LLC变换电路，包括：谐振电感、谐振电容、变压器、第一钳位单元与第二钳位单元；其中： 

所述全桥LLC变换电路的所述谐振电感与所述变压器相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第一续流回路的所述第一钳位单元的输出端与电源正极相连，所述第一钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第二续流回路的所述第二钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连，所述第二钳位单元的输入端与所述电源负极相连。 

优选的，所述第一钳位单元为第一二极管；所述第二钳位单元为第二二极管；其中： 

所述第一二极管的正极为所述第一钳位单元的输入端，所述第一二极管的负极为所述第一钳位单元的输出端； 

所述第二二极管的正极为所述第二钳位单元的输入端，所述第二二极管的负极为所述第二钳位单元的输出端。 

优选的，所述全桥LLC变换电路的所述变压器副边连接全桥整流电路。 

一种全桥LLC变换电路，包括：谐振电感、谐振电容、变压器、第一钳位单元、第二钳位单元、第三钳位单元及第四钳位单元；其中： 

所述全桥LLC变换电路的谐振电容连接于所述全桥LLC变换电路的谐振电感及变压器之间； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第一续流回路的所述第一钳位单元的输出端与电源正极相连，所述第一钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的谐振电容及谐振电感的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第二续流回路的所述第二钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及谐振电感的连接点相连，所述第二钳位单元的输入端与所述电源负极相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第三续流回路的所述第三钳位单元的输出端与所述电源负极相连，所述第三 钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及变压器的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第四续流回路的所述第四钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及变压器的连接点相连，所述第四钳位单元的输入端与所述电源负极相连。 

优选的，所述第一钳位单元为第一二极管；所述第二钳位单元为第二二极管；所述第三钳位单元为第三二极管；所述第四钳位单元为第四二极管；其中： 

所述第一二极管的正极为所述第一钳位单元的输入端，所述第一二极管的负极为所述第一钳位单元的输出端； 

所述第二二极管的正极为所述第二钳位单元的输入端，所述第二二极管的负极为所述第二钳位单元的输出端； 

所述第三二极管的正极为所述第三钳位单元的输入端，所述第三二极管的负极为所述第三钳位单元的输出端； 

所述第四二极管的正极为所述第四钳位单元的输入端，所述第四二极管的负极为所述第四钳位单元的输出端。 

优选的，所述全桥LLC变换电路的所述变压器副边连接全桥整流电路。 

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的全桥LLC变换电路，当电路发生突加负载或短路情况时，导致谐振电流增加，当谐振电容电压增加到电源电压时，通过第一钳位单元或者第二钳位单元，对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，使所述谐振电容电压不再上升，同时谐振电流只在各个钳位单元与谐振电感及变压器原边组成的其中一个续流回路里流动，也不再上升，从而对功率开关管及负载都起到有效的保护作用。本实用新型公开的另一个全桥LLC变换电路，当谐振电容电压增加到电源电压时，通过第一钳位单元、第二钳位单元、第三钳位单元或者第四钳位单元，对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，使所述谐振电容电压不再上升，同时谐振电流只在各个钳位单元与谐振电感或变压器原边分别组成的两个续流回路里流动，也不再上升，从而对功率开关管及负载都起到有效的保护作用。本实用新型公开的两个全桥LLC变换电路，在每一个开关周期都可 以起作用，只要当过流引起谐振电容电压增加到电源电压时，即有钳位单元导通，对谐振电感及变压器原边组成续流回路，起到保护作用，没有时间延迟，解决了现有技术中电路保护有延迟的问题。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为全桥LLC变换电路图； 

图2为现有技术的全桥LLC变换电路过流电流采样电路图； 

图3为本实用新型实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图4为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图5为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图6为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图7为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图8为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图9为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图； 

图10为本实用新型另一实施例公开的全桥LLC变换电路图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型提供了一种全桥LLC变换电路，以解决现有技术中电路保护有延迟的问题。 

具体的，包括：谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器TR、第一钳位单元101与第二钳位单元102；其中： 

全桥LLC变换电路的谐振电感Lr与变压器TR相连； 

第一钳位单元101的输出端与电源Vin正极相连，第一钳位单元101的输入端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及谐振电感Lr或变压器TR的连接点相连； 

第二钳位单元102的输出端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及谐振电感Lr或变压器TR的连接点相连，第二钳位单元102的输入端与电源Vin负极相连。 

在实际应用中，上述全桥LLC变换电路具体的连接方式有多种形式，如图3、图4、图5及图6所示。 

具体的工作原理为： 

当电路发生突加负载或短路情况时，导致谐振电流增加，当谐振电容Cr电压增加到电源Vin电压时，第一钳位单元101或者第二钳位单元102将会导通，对全桥LLC变换电路的谐振电容Cr电压进行钳位使谐振电容Cr电压不再上升；同时谐振电流只在第一钳位单元101与谐振电感Lr及变压器TR原边组成的第一续流回路里，或者在第二钳位单元102与谐振电感Lr及变压器TR原边组成的第二续流回路里流动，也不再上升，从而对功率开关管及负载都起到有效的保护作用。 

本实用新型公开的全桥LLC变换电路，在每一个开关周期都可以起作用，只要当过流引起谐振电容Cr电压增加到电源Vin电压时，即有钳位单元导通，对谐振电感Lr及变压器TR原边组成续流回路，起到保护作用，没有时间延迟，解决了现有技术中电路保护有延迟的问题。 

本实用新型还提供了另外一种全桥LLC变换电路，以图3所示的连接方式为例进行说明，如图7所示，包括：谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器TR、第一钳位单元101与第二钳位单元102；其中：第一钳位单元101为第一二极管D1；第二钳位单元102为第二二极管D2；其中： 

第一二极管D1的正极为第一钳位单元101的输入端，第一二极管D1的负极为第一钳位单元101的输出端； 

第二二极管D2的正极为第二钳位单元102的输入端，第二二极管D2的负极为第二钳位单元102的输出端。 

优选的，全桥LLC变换电路的变压器TR副边连接全桥整流电路。 

本实施例内其他的元器件连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。 

本实用新型还提供了另外一种全桥LLC变换电路，包括：谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器TR、第一钳位单元101、第二钳位单元102、第三钳位单元103及第四钳位单元104；其中： 

全桥LLC变换电路的谐振电容Cr连接于全桥LLC变换电路的谐振电感Lr及变压器之间TR； 

第一钳位单元101的输出端与电源Vin正极相连，第一钳位单元101的输入端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及谐振电感Lr的连接点相连； 

第二钳位单元102的输出端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及谐振电感Lr的连接点相连，第二钳位单元102的输入端与电源Vin负极相连； 

第三钳位单元103的输出端与电源Vin负极相连，第三钳位单元103的输入端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及变压器TR的连接点相连； 

第四钳位单元104的输出端与全桥LLC变换电路的谐振电容Cr及变压器TR的连接点相连，第四钳位单元104的输入端与电源Vin负极相连。 

在实际应用中，上述全桥LLC变换电路具体的连接方式有多种形式，如图8及图9所示。 

具体的工作原理为： 

当电路发生突加负载或短路情况时，导致谐振电流增加，当谐振电容Cr电压增加到电源Vin电压时，第一钳位单元101与第四钳位单元104，或者第二钳位单元102与第三钳位单元103同时导通，对全桥LLC变换电路的谐振电容Cr电压进行钳位，使谐振电容Cr电压不再上升，同时谐振电流只在第一钳位单元101与谐振电感Lr组成的第一续流回路及第四钳位单元104与变压器TR组成的第四续流回路，或者在第二钳位单元102与变压器TR组成的第二续流回路及第三钳位单元103与谐振电感Lr组成的第三续流回路里流动，也不再上升，从而对功率开关管及负载都起到有效的保护作用。 

本实用新型公开的全桥LLC变换电路，在每一个开关周期都可以起作用，只要当过流引起谐振电容Cr电压增加到电源Vin电压时，即有钳位单元导通，对谐振电感Lr及变压器TR原边各自组成续流回路，起到保护作用，没有时间延迟，解决了现有技术中电路保护有延迟的问题。 

本实用新型还提供了另外一种全桥LLC变换电路，以图8的连接方式为例进行说明，如图10所示，包括：谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器TR、第一钳位单元101、第二钳位单元102、第三钳位单元103及第四钳位单元104；其中：第一钳位单元101为第一二极管D1；第二钳位单元102为第二二极管D2；第三钳位单元103为第三二极管D3；第四钳位单元104为第四二极管D4；其中： 

第一二极管D1的正极为第一钳位单元101的输入端，第一二极管D1的负极为第一钳位单元101的输出端； 

第二二极管D2的正极为第二钳位单元102的输入端，第二二极管D2的为所述第二钳位单元102的输出端； 

第三二极管D3的正极为第三钳位单元103的输入端，第三二极管D3的负极为第三钳位单元103的输出端； 

第四二极管D4的正极为第四钳位单元104的输入端，第四二极管D4的负极为第四钳位单元104的输出端。 

优选的，全桥LLC变换电路的变压器TR副边连接全桥整流电路。 

本实施例内其他的元器件连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (6)

1.一种全桥LLC变换电路，其特征在于，包括：谐振电感、谐振电容、变压器、第一钳位单元与第二钳位单元；其中： 

所述全桥LLC变换电路的所述谐振电感与所述变压器相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第一续流回路的所述第一钳位单元的输出端与电源正极相连，所述第一钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第二续流回路的所述第二钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及谐振电感或变压器的连接点相连，所述第二钳位单元的输入端与所述电源负极相连。 

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一钳位单元为第一二极管；所述第二钳位单元为第二二极管；其中： 

所述第一二极管的正极为所述第一钳位单元的输入端，所述第一二极管的负极为所述第一钳位单元的输出端； 

所述第二二极管的正极为所述第二钳位单元的输入端，所述第二二极管的负极为所述第二钳位单元的输出端。 

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述全桥LLC变换电路的所述变压器副边连接全桥整流电路。 

4.一种全桥LLC变换电路，其特征在于，包括：谐振电感、谐振电容、变压器、第一钳位单元、第二钳位单元、第三钳位单元及第四钳位单元；其中： 

所述全桥LLC变换电路的谐振电容连接于所述全桥LLC变换电路的谐振电感及变压器之间； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第一续流回路的所述第一钳位单元的输出端与电源正极相连，所述第一钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的谐振电容及谐振电感的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第二续流回路的所述第二钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及谐振电感的连接点相连，所述第二钳位单元的输入端与所述电源负极相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第三续流回路的所述第三钳位单元的输出端与所述电源负极相连，所述第三钳位单元的输入端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及变压器的连接点相连； 

对所述全桥LLC变换电路的谐振电容电压进行钳位，并对谐振电流形成第四续流回路的所述第四钳位单元的输出端与所述全桥LLC变换电路的所述谐振电容及变压器的连接点相连，所述第四钳位单元的输入端与所述电源负极相连。 

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一钳位单元为第一二极管；所述第二钳位单元为第二二极管；所述第三钳位单元为第三二极管；所述第四钳位单元为第四二极管；其中： 

所述第一二极管的正极为所述第一钳位单元的输入端，所述第一二极管的负极为所述第一钳位单元的输出端； 

所述第二二极管的正极为所述第二钳位单元的输入端，所述第二二极管的负极为所述第二钳位单元的输出端； 

所述第三二极管的正极为所述第三钳位单元的输入端，所述第三二极管的负极为所述第三钳位单元的输出端； 

所述第四二极管的正极为所述第四钳位单元的输入端，所述第四二极管的负极为所述第四钳位单元的输出端。 

6.根据权利要求4或5所述的电路，其特征在于，所述全桥LLC变换电路的所述变压器副边连接全桥整流电路。 

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