CN204669214U - 一种新型llc过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种新型LLC过流保护电路,包括电源V1、变压器TX1、电感L、场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D1、二极管D2、电容Cr1和电容Cr2,变压器TX1原边绕组的一端连接电感L的一端,变压器TX1原边绕组的另一端连接电容Cr1的一端,电容Cr1的另一端连接电容Cr2的一端、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极,电感L的另一端连接场效应管Q1的源极、场效应管Q2的漏极,场效应管Q1的漏极分别连接电源V1的正极、二极管D2的阴极,场效应管Q2的源极分别连接电源V1的负极、二极管D1的阳极、二极管Cr2的另一端。本实用新型将谐振电容分为多个串并联,使其等效电容量等于设计值,并且给其中一个或多个电容并联一个钳位二极管以实现过流保护,结构简单,性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LLC电路,尤其是指一种新型LLC过流保护电路。
背景技术
针对LLC串联谐振半桥电路,其过流保护是十分重要的,尤其是当短路时,过流保护电路会限值谐振腔的电流,防止开关管尤其是MOSFET管出现工作模式异常及过电流。常见的过流保护电路是在谐振电容两端直接并联1个或2个二极管,如图1所示,当谐振腔电流很大时,通过二极管导通限制谐振电容电压,进而起到过流保护的目的,但缺点也很明显:当谐振电容容量或者谐振电流设定较大时,会出现谐振电容电压超过母线电压的现象,在这种情况下,该方法就会使二极管在主电路正常工作的时候一直参与工作,二极管会迅速失效,即使不失效,二极管也会严重影响影响主电路的运行,而不是在保护的时候才起作用。
专利号为CN200910151604的专利,通过增加变压器的方式进行过流保护,但缺点是成本较高;专利号为CN201320240780的专利,通过增加变压器的方式实现复杂且应用于全桥电路;专利号为CN201110008051的专利,增加陷波滤波器使短路时谐振腔的阻抗较大来限制电流,由于增加了比较贵的电感,同样成本较高。
实用新型内容
为了解决现有LLC串联谐振半桥电路的过流保护电路使用的二极管元件容易很快失效、或者结构复杂而成本较高的问题,本实用新型提出了一种新型LLC过流保护电路,利用电容分压原理,将谐振电容分为多个串并联以实现过流保护,结构简单,性能稳定。
本实用新型所采用的技术方案是:一种新型LLC过流保护电路,包括电源V1、变压器TX1、电感Lr、场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D1和/或二极管D2、电容Cr1和电容Cr2,所述变压器TX1的原边绕组的一端连接电感L的一端,变压器TX1的原边绕组的另一端连接电容Cr1的一端,电容Cr1的另一端连接电容Cr2的一端、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极,电感L的另一端连接场效应管Q1的源极、场效应管Q2的漏极,场效应管Q1的漏极分别连接电源V1的正极、二极管D2的阴极,场效应管Q2的源极分别连接电源V1的负极、二极管D1的阳极、二极管Cr2的另一端。
作为优选,还包括电容Cr3,所述电容Cr3的一端连接电容Cr1的另一端,电容Cr3的另一端连接二极管D2的阴极。
作为优选,所述的场效应管Q1、场效应管Q2均为N沟道增强型场效应管。
作为优选,所述的二极管D1的阴极与电源V1的正极之间串接有反串联TVS管D3。TVS管的耐压即箝位电压需要满足低于1/2倍母线电压但能够在过流的时候起到保护作用的要求。
作为优选,所述的二极管D2的阴极与二极管D1的阳极之间串接有反串联TVS管D4。TVS管的耐压即箝位电压需要满足低于1/2倍母线电压但能够在过流的时候起到保护作用的要求。
作为优选,所述的电感Lr、电容Cr1、电容Cr2、变压器TX1中至少一个元件的两端并联有RC吸收电路。
作为优选,所述的电容Cr3的两端并联有RC吸收电路。
本实用新型的有益效果是:将谐振电容分为多个串并联,使其等效电容量等于设计值,并且给其中一个或多个电容并联一个钳位二极管以实现过流保护,结构简单,性能稳定。
附图说明
图1是现有技术的一种电路结构示意图;
图2是本实用新型实施例1的电路结构示意图;
图3是本实用新型实施例2的电路结构示意图;
图4是本实用新型实施例3的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
如图2所示,一种新型LLC过流保护电路,包括电源V1、变压器TX1、电感Lr、N沟道增强型场效应管Q1、N沟道增强型场效应管Q2、二极管D1、二极管D2、电容Cr1和电容Cr2,所述变压器TX1的原边绕组的一端连接电感Lr的一端,变压器TX1的原边绕组的另一端连接电容Cr1的一端,电容Cr1的另一端连接电容Cr2的一端、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极,电感Lr的另一端连接N沟道增强型场效应管Q1的源极、N沟道增强型场效应管Q2的漏极,N沟道增强型场效应管Q1的漏极分别连接电源V1的正极、二极管D2的阴极,场效应管Q2的源极分别连接电源V1的负极、二极管D1的阳极、二极管Cr2的另一端。
电路中电容Cr1、电感Lr、变压器TX1三者的连接关系可以互换;电感Lr、电容Cr1、电容Cr2、电容Cr3、变压器TX1均可由多个子元件串联或并联构成;电感Lr、电容Cr1、电容Cr2、电容Cr3、变压器TX1中至少一个元件的两端并联有RC吸收电路。
本实施例利用电容降压原理,将谐振电容一分为二,对分压之后的电容加入钳位二极管过流保护电路,使施加在二极管上的电压大幅降低,大大减小二极管的瞬态电流,能够有效的降低二极管的失效率,提高可靠性。通过对电容比例的调节实现过流保护,同时也可以实现电容值的精确设定,不影响主电路参数设计。另外,电容的成本较低,可靠性较高,实用性强。
本实施例所示电路可以二组相同的或者相近的电路并联工作。当二者工作的相位相差180度或接近180度的时候,为交错并联。无论是直接并联还是交错并联的形式,都在本实用新型权利要求之内;上述电路的演变形式或者其中的任意组合,亦作为本条目中所述的整个电路,当所述的演变形式的整个电路并联或者多组并联的时候,也在本实用新型权利要求之内。
实施例2
如图3所示,一种新型LLC过流保护电路,包括电源V1、变压器TX1、电感Lr、N沟道增强型场效应管Q1、N沟道增强型场效应管Q2、二极管D1、二极管D2、电容Cr1、电容Cr2和电容Cr3,变压器TX1的原边绕组的一端连接电感Lr的一端,变压器TX1的原边绕组的另一端连接电容Cr1的一端,电容Cr1的另一端连接电容Cr2的一端、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极,电感Lr的另一端连接场效应管Q1的源极、N沟道增强型场效应管Q2的漏极,N沟道增强型场效应管Q1的漏极分别连接电源V1的正极、二极管D2的阴极,N沟道增强型场效应管Q2的源极分别连接电源V1的负极、二极管D1的阳极、二极管Cr2的另一端,电容Cr3的一端连接电容Cr1的另一端,电容Cr3的另一端连接二极管D2的阴极。
本实施例利用电容降压原理,将谐振电容一分为三,对分压之后的电容加入钳位二极管过流保护电路,使施加在二极管上的电压大幅降低,大大减小二极管的瞬态电流,能够有效的降低二极管的失效率,提高可靠性。通过对电容比例的调节实现过流保护,同时也可以实现电容值的精确设定,不影响主电路参数设计。另外,电容的成本较低,可靠性较高,实用性强。
本实施例所示电路可以二组相同的或者相近的电路并联工作。当二者工作的相位相差180度或接近180度的时候,为交错并联。无论是直接并联还是交错并联的形式,都在本实用新型权利要求之内;上述电路的演变形式或者其中的任意组合,亦作为本条目中所述的整个电路,当所述的演变形式的整个电路并联或者多组并联的时候,也在本实用新型权利要求之内。
实施例3
实施例3是在实施例1或是实施例2的基础上,在二极管D1的阴极与电源V1的正极之间串接有反串联TVS管D3,在二极管D2的阴极与二极管D1的阳极之间串接有反串联TVS管D4,如图4所示。TVS管的耐压即箝位电压需要满足低于1/2倍母线电压但能够在过流的时候起到保护作用的要求。由于二极管D1、二极管D2可以只用一个,反串联TVS管D3、反串联TVS管D4亦可只用一个加载在电路中。
本实用新型看似结构简单,但采用了简单而独特的技术思路,在成本上优势明显,降低元器件成本低,而效果也同样明显,很好的解决了LLC串联谐振半桥电路的过流保护电路问题,这在现有技术中是暂时无法做到的。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:包括电源V1、变压器TX1、电感Lr、场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D1和/或二极管D2、电容Cr1和电容Cr2,所述变压器TX1的原边绕组的一端连接电感Lr的一端,变压器TX1的原边绕组的另一端连接电容Cr1的一端,电容Cr1的另一端连接电容Cr2的一端、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极,电感Lr的另一端连接场效应管Q1的源极、场效应管Q2的漏极,场效应管Q1的漏极分别连接电源V1的正极、二极管D2的阴极,场效应管Q2的源极分别连接电源V1的负极、二极管D1的阳极、二极管Cr2的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:还包括电容Cr3,所述电容Cr3的一端连接电容Cr1的另一端,电容Cr3的另一端连接二极管D2的阴极。
3.根据权利要求1所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:所述的场效应管Q1、场效应管Q2均为N沟道增强型场效应管。
4.根据权利要求1所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:所述的二极管D1的阴极与电源V1的正极之间串接有反串联TVS管。
5.根据权利要求1所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:所述的二极管D2的阴极与二极管D1的阳极之间串接有反串联TVS管。
6.根据权利要求1或2所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:所述的电感Lr、电容Cr1、电容Cr2、变压器TX1中至少一个元件的两端并联有RC吸收电路。
7.根据权利要求2所述的一种新型LLC过流保护电路,其特征在于:所述的电容Cr3的两端并联有RC吸收电路。
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