TWI787939B - 閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 - Google Patents
閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI787939B TWI787939B TW110128764A TW110128764A TWI787939B TW I787939 B TWI787939 B TW I787939B TW 110128764 A TW110128764 A TW 110128764A TW 110128764 A TW110128764 A TW 110128764A TW I787939 B TWI787939 B TW I787939B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- terminal
- coupled
- signal
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
本發明主要揭示一種閂鎖電路，係應用於具有一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元的一LLC諧振轉換器之中，且主要包括一信號處理單元。依據本發明之設計，該信號處理單元接收一停止輸出信號(LLC_S)以及由該橋式開關控制晶片所傳送的一上臂開關控制信號(HG)，接著執行一信號閂鎖處理，從而輸出一使能信號至該橋式開關控制晶片。依此操作，當該橋式開關控制晶片執行軟啟動、過壓保護、欠壓鎖定等功能時，透過該使能信號可調整該橋式開關控制晶片所輸出的上臂開關控制信號(HG)以及下臂開關控制信號(LG)，從而避免該橋式開關單元的開關元件之開關/導通的時間差異過大而導致諧振槽在不平衡狀態下產生大電流。
Description
本發明係關於切換式電源轉換器(Switching-mode power supply, SMPS)之有關技術領域，尤指應用於LLC諧振轉換器之中的一種的閂鎖電路。
切換式電源轉換器(Switching-mode power supply, SMPS)的技術已被廣泛地應用於製作各種電機裝置和電子產品的電源供應器。隨著電子產品朝向輕薄短小的趨勢發展，必須透過提升切換頻率的方式來增加切換式電源轉換器的功率密度，才能夠有效地縮小切換式電源轉換器的機構體積。於是，具零電壓切換(Zero voltage switching, ZVS)與零電流切換(Zero current switching, ZCS)特色的LLC諧振轉換器(LLC resonant converter)因此被提出。
圖1顯示習知的一種LLC諧振轉換器的電路方塊圖。如圖1所示，習知的LLC諧振轉換器1a的構成係主要包括：由一橋式整流器和一PFC單元組成的一直流電提供電路10a、一橋式開關單元11a、一諧振單元12a、包含一激磁電感Lm_a的一變壓器單元13a、一輸出整流單元14a、一輸出電容Co_a、一第一控制單元15a、以及一第二控制單元16a。其中，該諧振單元12a由一諧振電感Lr_a、一諧振電容Cr_a與該激磁電感Lm_a組成，且所述該PFC單元具有一第一開關元件，該第一控制單元15a用以產生一PWM信號從而控制該第一開關元件的開/關切換。
圖2顯示半橋式開關電路之拓樸結構圖。如圖2所示，該橋式開關單元11a被設計成一半橋式開關電路，且包括一第一上臂開關元件Q1a與一第一下臂開關元件Q2a，該第二控制單元16a用以產生一上臂開關元件控制信號HG和一下臂開關元件控制信號LG從而分別控制該第一上臂開關元件Q1a與該第一下臂開關元件Q2a的開/關切換。值得說明的是，現有的用以作為該第二控制單元16a之電路晶片通常具有自舉電路(bootstrap, 或稱靴帶電路)。在第一下臂開關元件Q2a導通期間，電路的低壓端會向自舉電路內的自舉電容充電，使該自舉電容在第一上臂開關元件Q1a導通期間提供工作電壓給第一上臂開關元件Q1a的汲極端。因此，習知技術通常會在下臂開關元件控制信號LG內的開關元件導通時間額外增加一段電容充電時間。值得說明的是，由於第一上臂開關元件Q1a在所述電容充電時間區間內係操作在關斷狀態，因此不會向該諧振單元12a儲能。
熟悉LLC諧振器之設計與製作的電子工程師應知道，橋式開關單元11a亦可為一全橋式開關電路。圖3顯示全橋式開關電路之拓樸結構圖。如圖3所示，該橋式開關單元11a被設計成一全橋式開關電路，且包括一第一上臂開關元件Q1a、一第二上臂開關元件Q3a、一第一下臂開關元件Q2a、與一第二下臂開關元件Q4a。並且，該第二控制單元16a產生一第一開關元件用以控制信號HG控制該第一上臂開關元件Q1a與該第二上臂開關元件Q3a的開/關切換，且產生一下臂開關元件控制信號LG用以控制該第一下臂開關元件Q2a與該第二下臂開關元件Q4a的開/關切換。如圖3所示，第一上臂開關元件Q1a和第二上臂開關元件Q3a為一組對角開關，且第一下臂開關元件Q2a和第二下臂開關元件Q4a為另一組對角開關。實務操作中，任一組對角開關導通之後即對會該諧振單元12a儲能，導致該第二控制單元16a之電路晶片執行軟啟動功能時，開關/導通的時間差異非常大，會使得諧振單元12a在不平衡的狀態下產生非常大的電流。
由前述說明可知，習知技術之第二控制單元16a(即，橋式開關單元11a之控制晶片)顯然具有需要加以改善之處。有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種應用於LLC諧振器之中的一種閂鎖電路。
本發明之主要目的在於提供一種閂鎖電路，係應用於具有一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元的一LLC諧振轉換器之中，且主要包括一信號處理單元。依據本發明之設計，該信號處理單元接收一停止輸出信號(LLC_S)以及由該橋式開關控制晶片所傳送的一上臂開關控制信號(HG)，接著執行一信號閂鎖處理，從而輸出一使能信號至該橋式開關控制晶片。依此操作，當該橋式開關控制晶片執行軟啟動、過壓保護、欠壓鎖定等功能時，透過該使能信號可調整該橋式開關控制晶片所輸出的上臂開關控制信號(HG)以及下臂開關控制信號(LG)，從而避免該橋式開關單元的開關元件之開關/導通的時間差異過大而導致諧振槽在不平衡狀態下產生大電流。
為達成上述目的，本發明提出所述閂鎖電路的實施例，其應用於具有一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元的一LLC諧振轉換器之中，且包括：
一第一輸入端，耦接由該橋式開關控制晶片所傳送的一上臂開關元件控制信號；
一第二輸入端，耦接一停止輸出信號；
一第一輸出端，耦接橋式開關控制晶片；以及
一信號處理單元，耦接該第一輸入端、該第二輸入端與該第一輸出端；
其中，在透過該第一輸入端和該第二輸入端接收所述上臂開關元件控制信號和所述停止輸出信號之後，該信號處理單元執行一信號閂鎖處理，接著透過該第一輸出端輸出一第一使能信號至該橋式開關控制晶片。
在可行的實施例中，該橋式開關單元為下列任一者：半橋開關單元或全橋開關單元。
在可行的實施例中，本發明所述之閂鎖電路係更包括：耦接該信號處理單元的一第二輸出端，且一信號選擇單元以其一輸入側耦至該第一輸出端與該第二輸出端，並以其一輸出側耦接該橋式開關控制晶片。其中，該信號處理單元在完成所述信號閂鎖處理之後，係傳送所述第一使能信號(Active high enable)和一第二使能信號(Active low enable)至該信號選擇單元，由該信號選擇單元選擇性地將該第一使能信號或該第二使能信號傳送至該橋式開關控制晶片。
在一第一實施例中，該信號處理單元為一邏輯電路，且其包括：
一第一反及閘，具有二輸入端分別耦接所述第一輸入端和所述第二輸入端；以及
一RS正反器，具有耦接該第一反及閘之一輸出端的一第一信號輸入端、耦接所述第二輸入端的一第二信號輸入端、一第一信號輸出端、與一第二信號輸出端，其中，該第一信號輸出端與該第二信號輸出端輸出分別輸出所述第一使能信號和所述第二使能信號。
在一第二實施例中，該信號處理單元為一邏輯電路，且其包括：
一第一反及閘，具有一輸出端，且具有二輸入端分別耦接所述第一輸入端和所述第二輸入端；
一第二反及閘，具有一輸出端與二輸入端，且以其一個所述輸入端耦接該第一反及閘的該輸出端；以及
一第三反及閘，具有一輸出端，且具有二輸入端分別耦接該第二反及閘的該輸出端和所述第二輸入端；
其中，該第二反及閘2的一個所述輸入端耦接該第三反及閘的該輸出端，使得該第二反及閘的該輸出端與該第三反及閘的該輸出端分別輸出所述第一使能信號和所述第二使能信號。
在一第三實施例中，該信號處理單元包括：
一第一蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸入端；
一第一NMOS電晶體，以其一汲極端耦接該第一蕭特基二極體的一陰極端，以其一閘極端耦接所述第二輸入端，且以其一源極端耦接至一地端；
一第二蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸出端；
一第二NMOS電晶體，以其一閘極端耦接該第二蕭特基二極體的一陰極端，以其一汲極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端；
一第三NMOS電晶體，以其一閘極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端；
一第一電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第一端耦接至一工作電壓，且該第二端耦接至該第二NMOS電晶體的該汲極端；
一第二電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第一端耦接至該工作電壓，且該第二端同時耦接所述第一輸出端和該第三NMOS電晶體的一汲極端；以及
一電容，耦接於所述第一輸出端和該地端之間；
其中，該第一NMOS電晶體的該汲極端、該第二NMOS電晶體的該閘極端、該第一蕭特基二極體的該陰極端、以及該第二蕭特基二極體的該陰極端皆耦接至該第三輸入端。
在一第四實施例中，該信號處理單元包括：
一第一蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸入端；
一第一NMOS電晶體，以其一汲極端耦接該第一蕭特基二極體的一陰極端，以其一閘極端耦接所述第二輸入端，且以其一源極端耦接至一地端；
一第二蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸出端；
一第二NMOS電晶體，以其一閘極端耦接該第二蕭特基二極體的一陰極端，以其一汲極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端；
一第三NMOS電晶體，以其一閘極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端；
一第一電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第二端耦接至該第二NMOS電晶體的該汲極端；
一第二電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第二端同時耦接所述第一輸出端和該第三NMOS電晶體的一汲極端；
一電容，耦接於所述第一輸出端和該地端之間；
一第一PMOS電晶體，以其一源極端耦接該工作電壓，以其一汲極端耦接該第一電阻的該第一端，且以其一閘極端耦接該第二NMOS電晶體的該閘極端；以及
一第二PMOS電晶體，以其一源極端耦接該工作電壓，以其一汲極端耦接該第二電阻的該第一端，且以其一閘極端同時耦接所述第二輸出端和該第三NMOS電晶體的該閘極端；
其中，該第一NMOS電晶體的該汲極端、該第二NMOS電晶體的該閘極端、該第一蕭特基二極體的該陰極端、以及該第二蕭特基二極體的該陰極端皆耦接至該第三輸入端。
並且，本發明同時提出一種LLC諧振器，其內含一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元；其特徵在於，所述LLC諧振器具有如前所述本發明之閂鎖電路，該閂鎖電路耦接於該橋式開關控制晶片與該橋式開關單元之間。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種閂鎖電路及包含該閂鎖電路的一LLC諧振轉換器，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
請參閱圖4，其顯示包含本發明之一種閂鎖電路的一LLC諧振轉換器的第一電路方塊圖。如圖4所示，該LLC諧振轉換器1的基礎構成係包括：由一橋式整流器和一PFC單元組成的一直流電提供電路10、一橋式開關單元11、一諧振單元12、包含一激磁電感Lm的一變壓器單元13、一輸出整流單元14、一輸出電容Co、以及一橋式開關控制晶片16。其中，該諧振單元12由一諧振電感Lr、一諧振電容Cr與該激磁電感Lm組成。
長期涉及LLC諧振轉換器1之設計與製作的電子工程師必然知道，橋式開關控制晶片16用以輸出一上臂開關元件控制信號HG和一下臂開關元件控制信號LG至該橋式開關單元11。其中，該橋式開關單元11可為一全橋式開關電路或一半橋式開關電路。
在一實施例中，本發明之閂鎖電路2係包括：一第一輸入端21、一第二輸入端22、一第一輸出端23、以及一信號處理單元20，且該信號處理單元20耦接該第一輸入端21、該第二輸入端22與該第一輸出端23。如圖4所示，該信號處理單元20透過該第一輸入端21而自該橋式開關控制晶片16接收一上臂開關元件控制信號HG，且透過該第二輸入端22接收一停止輸出信號LLC_S。依據本發明之設計，在接收所述上臂開關元件控制信號HG和該停止輸出信號LLC_S之後，該信號處理單元20係執行一信號閂鎖處理，接著透過該第一輸出端23輸出一使能信號(enable)該橋式開關控制晶片16。依此操作，當該橋式開關控制晶片16執行軟啟動、過壓保護(OVP)、欠壓鎖定(UVLO)等功能時，透過該使能信號可調整該橋式開關控制晶片16所輸出的上臂開關控制信號HG及/或下臂開關控制信號LG，從而避免該橋式開關單元11內的上臂/下臂開關元件之開關/導通的時間差異過大而導致諧振槽(即，諧振單元12)在不平衡狀態下產生大電流。
請參閱圖5，其顯示包含本發明之閂鎖電路的LLC諧振轉換器之第二電路方塊圖。如圖5所示，在可行的實施例中，本發明之閂鎖電路2可更包括：耦接該信號處理單元20的一第二輸出端24，且一信號選擇單元25以其一輸入側耦至該第一輸出端23與該第二輸出端24，並以其一輸出側耦接該橋式開關控制晶片16。如此設計，在該信號處理單元20在完成所述信號閂鎖處理之後，該信號選擇單元25係接收由該信號處理單元20所傳送的一第一使能信號(Active high enable)和一第二使能信號(Active low enable)，接著選擇性地將該第一使能信號或該第二使能信號傳送至該橋式開關控制晶片16。
請參閱圖6，其顯示本發明之閂鎖電路2的一第一電路拓樸結構圖。在一第一實施例中，該閂鎖電路2所包含之信號處理單元20為一邏輯電路，且其包括：一第一反及閘(NAND gate)201以及一RS正反器200。其中，該第一反及閘201具有二輸入端分別耦接該第一輸入端21和該第二輸入端22。並且，該RS正反器200具有耦接該第一反及閘21之一輸出端的一第一信號輸入端(即，S端)、耦接該第二輸入端22的一第二信號輸入端(即，R端)、一第一信號輸出端(即，Q端)、與一第二信號輸出端(即，QN端)，其中，該第一信號輸出端與該第二信號輸出端輸出分別輸出該第一使能信號(Active high enable)和該第二使能信號(Active low enable)。
請參閱圖7，其顯示本發明之閂鎖電路2的信號處理單元20之一第二電路拓樸結構圖。在一第二實施例中，該閂鎖電路2所包含之信號處理單元20亦為一邏輯電路，且其包括：一第一反及閘201、一第二反及閘202以及一第三反及閘203。其中，該第一反及閘201具有一輸出端，且具有二輸入端分別耦接該第一輸入端21和該第二輸入端22。另一方面，該第二反及閘202同樣具有一輸出端與二輸入端，且該第二反及閘202以其一個該輸入端接該第一反及閘201的該輸出端。並且，該第三反及閘203同樣具有一輸出端與二輸入端，該第三反及閘203以其二個所述輸入端分別耦接該第二反及閘202的該輸出端和所述第二輸入端22，且該第二反及閘202的一個所述輸入端耦接該第三反及閘203的該輸出端。依此電路設計，該第二反及閘202的該輸出端用以輸出所述第一使能信號(Active high enable)，而與該第三反及閘203的該輸出端用以輸出所述第二使能信號(Active low enable)。
請參閱圖8與圖9，係顯示停止輸出信號LLC_S、上臂開關元件控制信號HG、下臂開關元件控制信號LG、第一使能信號(Active high enable)、第二使能信號(Active low enable)、以及由橋式開關單元11所輸出的一第一輸出信號OUT_HS與一第二輸出信號OUT_LS的工作時序圖。如圖5、圖8與圖9所示，依據本發明之設計，該信號處理單元20接收所述上臂開關元件控制信號HG和所述停止輸出信號LLC_S，接著依及電路功能執行一信號閂鎖處理，而後輸出一第一使能信號(Active high enable)與一第二使能信號(Active low enable或是Active high enable)。
如圖8所示，當LLC諧振轉換器1正常運作時，所述停止輸出信號LLC_S的信號準位係維持在高準位。此時，在接收所述停止輸出信號LLC_S和所述上臂開關元件控制信號HG之後，信號處理單元20(如圖6與圖7所示)所輸出的第一使能信號(Active high enable)的信號準位係維持在高準位，且其所輸出的第二使能信號(Active low enable)的信號準位則維持在低準位。值得注意的是，如圖9所示，當該橋式開關控制晶片11執行軟啟動、過壓保護(OVP)、欠壓鎖定(UVLO)等功能時，該停止輸出信號LLC_S的信號準位被切換至低準位，此時，信號處理單元20所輸出的第一使能信號(Active high enable)的信號準位便會自高準位被切換至低準位，且其所輸出的第二使能信號(Active low enable)的信號準位則自低準位被切換至高準位。如此，在(透過信號選擇單元25)接收由該信號處理單元20所傳送的使能信號後，該橋式開關控制晶片16所輸出的上臂開關控制信號HG和下臂開關控制信號LG即受到調整(關閉)。進一步地，由於上臂開關控制信號HG和下臂開關控制信號LG被關閉，因此，該橋式開關單元11輸出至諧振槽(即，諧振單元12)的一第一輸出信號(OUT_HS)和一第二輸出信號(OUT_LS)亦同步地受到調整(關閉)。
請參閱圖10，其顯示本發明之閂鎖電路2的一第三電路拓樸結構圖。在該閂鎖電路2的一第三實施例中，該信號處理單元20包括：一第一蕭特基二極體D1、一第一NMOS電晶體M1、一第二蕭特基二極體D2、一第二NMOS電晶體M2、一第三NMOS電晶體M3、一第一電阻R1、一第二電阻R2、以及一電容C1。如圖10所示，該第一蕭特基二極體D1之陽極端耦接該第一輸入端21，且該第一NMOS電晶體M1之汲極端耦接該第一蕭特基二極體D1的一陰極端，而其閘極端和源極端則分別耦接該第二輸入端22與地端。另一方面，該第二蕭特基二極體D2之陽極端耦接該第一輸出端23，且該第二NMOS電晶體M2之閘極端耦接該第二蕭特基二極體D2的一陰極端，而其汲極端和源極端則分別耦接所述第二輸出端24與地端。並且，該第三NMOS電晶體M3之閘極端和源極端分別耦接該第二輸出端24與地端。
進一步地，圖10還繪示該第一電阻R1之第一端耦接至一工作電壓Vcc，且其第二端耦接至該第二NMOS電晶體M2的該汲極端。另一方面，該第二電阻R2之第一端耦接至該工作電壓Vcc，且其第二端同時耦接所述第一輸出端23和該第三NMOS電晶體M2的一汲極端。並且，該電容C1耦接於所述第一輸出端23和該地端之間。如圖10所示，該第一NMOS電晶體M1的該汲極端、該第二NMOS電晶體M2的該閘極端、該第一蕭特基二極體D1的該陰極端、以及該第二蕭特基二極體D2的該陰極端皆耦接至該第三輸入端26。值得注意的是，在第三實施例中，本發明之所述閂鎖電路2係更包括：耦接該信號處理單元20的一第三輸入端26，用以使該信號處理單元20透過該第三輸入端26接收一集電極開路信號LLC_OC。
請參閱圖11，其顯示本發明之閂鎖電路2的一第四電路拓樸結構圖。在該閂鎖電路2的一第四實施例中，該信號處理單元20係同樣包括：一第一蕭特基二極體D1、一第一NMOS電晶體M1、一第二蕭特基二極體D2、一第二NMOS電晶體M2、一第三NMOS電晶體M3、一第一電阻R1、一第二電阻R2、以及一電容C1。並且，如圖11所示，該信號處理單元20還進一步包括：一第一PMOS電晶體M4和一第二PMOS電晶體M5。其中，該第一PMOS電晶體M4之源極端耦接該工作電壓Vcc，且其汲極端和閘極端則分別耦接該第一電阻R1的第一端與該第二NMOS電晶體M2的閘極端。另一方面，該第二PMOS電晶體M5之源極端耦接該工作電壓Vcc，且其汲極端耦接該第二電阻R2的該第一端，而其閘極端則同時耦接所述第二輸出端24和該第三NMOS電晶體M3的閘極端。
請參閱圖12與圖13，係顯示停止輸出信號LLC_S、上臂開關元件控制信號HG、下臂開關元件控制信號LG、第一使能信號(Active high enable)、第二使能信號(Active low enable)、以及由橋式開關單元11所輸出的一第一輸出信號OUT_HS與一第二輸出信號OUT_LS的工作時序圖。如圖10、圖12與圖13所示，依據本發明之設計，該信號處理單元20接收該上臂開關元件控制信號HG和該停止輸出信號LLC_S，接著依及電路功能執行一信號閂鎖處理，而後輸出一第一使能信號(Active high enable)與一第二使能信號(Active low enable或是Active high enable)。
如圖12所示，當LLC諧振轉換器1正常運作時，該停止輸出信號LLC_S的信號準位係維持在高準位。此時，在接收所述停止輸出信號LLC_S和該上臂開關元件控制信號HG之後，信號處理單元20(如圖10與圖11所示)所輸出的第一使能信號(Active high enable)的信號準位係維持在高準位，且其所輸出的第二使能信號(Active low enable)的信號準位則維持在低準位。值得注意的是，如圖13所示，當該橋式開關控制晶片11執行軟啟動、過壓保護(OVP)、欠壓鎖定(UVLO)等功能時，所述停止輸出信號LLC_S的信號準位被切換至低準位，此時，信號處理單元20所輸出的第一使能信號(Active high enable)的信號準位便會自高準位被切換至低準位，且其所輸出的第二使能信號(Active low enable)的信號準位則自低準位被切換至高準位。如此，在(透過信號選擇單元25)接收由該信號處理單元20所傳送的使能信號後，該橋式開關控制晶片16所輸出的上臂開關控制信號HG和下臂開關控制信號LG即受到調整(關閉)。進一步地，由於上臂開關控制信號HG和下臂開關控制信號LG被關閉，因此，該橋式開關單元11輸出至諧振槽(即，諧振單元12)的一第一輸出信號(OUT_HS)和一第二輸出信號(OUT_LS)亦同步地受到調整(關閉)。
如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之一種閂鎖電路與具有該閂鎖電路的LLC諧振轉換器。必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
1a:LLC諧振轉換器
10a:直流電提供電路
11a:橋式開關單元
12a:諧振單元
13a:變壓器單元
14a:輸出整流單元
15a:第一控制單元
16a:第二控制單元
Co_a:輸出電容
Lr_a:諧振電感
Cr_a:諧振電容
Lm_a:激磁電感
LLC_S:停止輸出信號
OUT_HS:第一輸出信號
OUT_LS:第二輸出信號
LLC_OC:集電極開路信號
LLC_S:停止輸出信號
Q1a:第一上臂開關元件
Q2a:第一下臂開關元件
Q3a:第二上臂開關元件
Q4a:第二下臂開關元件
1:LLC諧振轉換器
10:直流電提供電路
11:橋式開關單元
12:諧振單元
13:變壓器單元
14:輸出整流單元
16:橋式開關控制晶片
Co:輸出電容
Lr:諧振電感
Cr:諧振電容
Lm:激磁電感
2:閂鎖電路
20:信號處理單元
200:RS正反器
201:第一反及閘
202:第二反及閘
203:第三反及閘
21:第一輸入端
22:第二輸入端
23:第一輸出端
24:第二輸出端
25:信號選擇單元
26:第三輸入端
D1:第一蕭特基二極體
D2:第二蕭特基二極體
M1:第一NMOS電晶體
M2:第二NMOS電晶體
M3:第三NMOS電晶
R1:第一電阻
R2:第二電阻
C1:電容
M4:第一PMOS電晶體
M5:第二PMOS電晶體
HG:上臂開關元件控制信號
LG:下臂開關元件控制信號
Vcc:工作電壓
圖1為習知的一種LLC諧振轉換器的電路方塊圖；
圖2為一半橋式開關電路之拓樸結構圖；
圖3為一全橋式開關電路之拓樸結構圖；
圖4為包含本發明之一種閂鎖電路的一LLC諧振轉換器的第一電路方塊圖；
圖5為包含本發明之閂鎖電路的LLC諧振轉換器之第二電路方塊圖；
圖6為本發明之閂鎖電路的一第一電路拓樸結構圖；
圖7為本發明之閂鎖電路的一第二電路拓樸結構圖；
圖8為停止輸出信號、上臂開關元件控制信號、下臂開關元件控制信號、第一使能信號、第二使能信號、以及由橋式開關單元所輸出的第一輸出信號與第二輸出信號的工作時序圖；
圖9為停止輸出信號、上臂開關元件控制信號、下臂開關元件控制信號、第一使能信號、第二使能信號、以及由橋式開關單元所輸出的第一輸出信號與第二輸出信號的工作時序圖；
圖10為本發明之閂鎖電路的一第三電路拓樸結構圖；
圖11為本發明之閂鎖電路的一第四電路拓樸結構圖；
圖12為停止輸出信號、上臂開關元件控制信號、下臂開關元件控制信號、第一使能信號、第二使能信號、以及由橋式開關單元所輸出的第一輸出信號與第二輸出信號的工作時序圖；以及
圖13為停止輸出信號、上臂開關元件控制信號、下臂開關元件控制信號、第一使能信號、第二使能信號、以及由橋式開關單元所輸出的第一輸出信號與第二輸出信號的工作時序圖。
1:LLC諧振轉換器
10:直流電提供電路
11:橋式開關單元
12:諧振單元
13:變壓器單元
14:輸出整流單元
16:橋式開關控制晶片
Co:輸出電容
Lr:諧振電感
Cr:諧振電容
Lm:激磁電感
2:閂鎖電路
20:信號處理單元
21:第一輸入端
22:第二輸入端
23:第一輸出端
26:第三輸出端
Claims (10)
- 一種閂鎖電路，應用於具有一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元的一LLC諧振轉換器之中，且包括： 一第一輸入端，耦接由該橋式開關控制晶片所傳送的一上臂開關元件控制信號； 一第二輸入端，耦接一停止輸出信號； 一第一輸出端，耦接該橋式開關控制晶片；以及 一信號處理單元，耦接該第一輸入端、該第二輸入端與該第一輸出端； 其中，在透過該第一輸入端和該第二輸入端接收所述上臂開關元件控制信號和所述停止輸出信號之後，該信號處理單元執行一信號閂鎖處理，接著透過該第一輸出端輸出一第一使能信號至該橋式開關控制晶片。
- 如請求項1所述之閂鎖電路，其中，該橋式開關單元為下列任一者：半橋開關單元或全橋開關單元。
- 如請求項1所述之閂鎖電路，係更包括：耦接該信號處理單元的一第二輸出端，且一信號選擇單元以其一輸入側耦至該第一輸出端與該第二輸出端，並以其一輸出側耦接該橋式開關控制晶片。
- 如請求項3所述之閂鎖電路，其中，該信號處理單元在完成所述信號閂鎖處理之後，係傳送所述第一使能信號和一第二使能信號至該信號選擇單元，由該信號選擇單元選擇性地將該第一使能信號或該第二使能信號傳送至該橋式開關控制晶片。
- 如請求項3所述之閂鎖電路，係更包括：耦接該信號處理單元的一第三輸入端，使該信號處理單元透過該第三輸入端接收一集電極開路信號。
- 如請求項5所述之閂鎖電路，其中，該信號處理單元為一邏輯電路，且其包括： 一第一反及閘，具有二輸入端分別耦接所述第一輸入端和所述第二輸入端；以及 一RS正反器，具有耦接該第一反及閘之一輸出端的一第一信號輸入端、耦接所述第二輸入端的一第二信號輸入端、一第一信號輸出端、與一第二信號輸出端，其中，該第一信號輸出端與該第二信號輸出端輸出分別輸出所述第一使能信號和所述第二使能信號。
- 如請求項5所述之閂鎖電路，其中，該信號處理單元為一邏輯電路，且其包括： 一第一反及閘，具有一輸出端，且具有二輸入端分別耦接所述第一輸入端和所述第二輸入端； 一第二反及閘，具有一輸出端與二輸入端，且以其一個所述輸入端接該第一反及閘的該輸出端；以及 一第三反及閘，具有一輸出端，且具有二輸入端分別耦接該第二反及閘的該輸出端和所述第二輸入端； 其中，該第二反及閘的一個所述輸入端耦接該第三反及閘的該輸出端，使得該第二反及閘的該輸出端與該第三反及閘的該輸出端分別輸出所述第一使能信號和所述第二使能信號。
- 如請求項5所述之閂鎖電路，其中，該信號處理單元包括： 一第一蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸入端； 一第一NMOS電晶體，以其一汲極端耦接該第一蕭特基二極體的一陰極端，以其一閘極端耦接所述第二輸入端，且以其一源極端耦接至一地端； 一第二蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸出端； 一第二NMOS電晶體，以其一閘極端耦接該第二蕭特基二極體的一陰極端，以其一汲極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端； 一第三NMOS電晶體，以其一閘極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端； 一第一電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第一端耦接至一工作電壓，且該第二端耦接至該第二NMOS電晶體的該汲極端； 一第二電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第一端耦接至該工作電壓，且該第二端同時耦接所述第一輸出端和該第三NMOS電晶體的一汲極端；以及 一電容，耦接於所述第一輸出端和該地端之間； 其中，該第一NMOS電晶體的該汲極端、該第二NMOS電晶體的該閘極端、該第一蕭特基二極體的該陰極端、以及該第二蕭特基二極體的該陰極端皆耦接至該第三輸入端 。
- 如請求項5所述之閂鎖電路，其中，該信號處理單元包括： 一第一蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸入端； 一第一NMOS電晶體，以其一汲極端耦接該第一蕭特基二極體的一陰極端，以其一閘極端耦接所述第二輸入端，且以其一源極端耦接至一地端； 一第二蕭特基二極體，以其一陽極端耦接所述第一輸出端； 一第二NMOS電晶體，以其一閘極端耦接該第二蕭特基二極體的一陰極端，以其一汲極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端； 一第三NMOS電晶體，以其一閘極端耦接所述第二輸出端，且以其一源極端耦接至該地端； 一第一電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第二端耦接至該第二NMOS電晶體的該汲極端； 一第二電阻，具有一第一端與一第二端，其中該第二端同時耦接所述第一輸出端和該第三NMOS電晶體的一汲極端； 一電容，耦接於所述第一輸出端和該地端之間； 一第一PMOS電晶體，以其一源極端耦接該工作電壓，以其一汲極端耦接該第一電阻的該第一端，且以其一閘極端耦接該第二NMOS電晶體的該閘極端；以及 一第二PMOS電晶體，以其一源極端耦接該工作電壓，以其一汲極端耦接該第二電阻該第一端，且以其一閘極端同時耦接所述第二輸出端和該第三NMOS電晶體的該閘極端； 其中，該第一NMOS電晶體的該汲極端、該第二NMOS電晶體的該閘極端、該第一蕭特基二極體的該陰極端、以及該第二蕭特基二極體的該陰極端皆耦接至該第三輸入端 。
- 一種LLC諧振器，其內含一橋式開關控制晶片與一橋式開關單元；其特徵在於，所述LLC諧振器具有如請求項1至請求項9中之任一項所述之閂鎖電路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110128764A TWI787939B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110128764A TWI787939B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI787939B true TWI787939B (zh) | 2022-12-21 |
| TW202308271A TW202308271A (zh) | 2023-02-16 |
Family
ID=85795132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110128764A TWI787939B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI787939B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201320565A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Green Solution Tech Co Ltd | 諧振式轉換電路及諧振控制器 |
| US20170110973A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. | Control method and circuit for resonant converters with capacitive protection |
| CN109156058A (zh) * | 2016-04-14 | 2019-01-04 | 飞利浦照明控股有限公司 | 半桥谐振转换器、使用它们的电路、以及对应的控制方法 |
| US20200067415A1 (en) * | 2017-04-12 | 2020-02-27 | Power Integrations, Inc. | High side signal interface in a power converter |
-
2021
- 2021-08-04 TW TW110128764A patent/TWI787939B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201320565A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Green Solution Tech Co Ltd | 諧振式轉換電路及諧振控制器 |
| US20170110973A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. | Control method and circuit for resonant converters with capacitive protection |
| CN109156058A (zh) * | 2016-04-14 | 2019-01-04 | 飞利浦照明控股有限公司 | 半桥谐振转换器、使用它们的电路、以及对应的控制方法 |
| US20200067415A1 (en) * | 2017-04-12 | 2020-02-27 | Power Integrations, Inc. | High side signal interface in a power converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202308271A (zh) | 2023-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021077757A1 (zh) | 一种变拓扑llc谐振变换器的宽增益控制方法 | |
| US7184280B2 (en) | LLC series resonant converter and the driving method for the synchronous rectification power switches thereof | |
| US7885084B2 (en) | Control circuit for synchronous rectifying and soft switching of power converters | |
| US7701736B2 (en) | Synchronous rectifying circuit for resonant power converters | |
| Koo et al. | New zero-voltage-switching phase-shift full-bridge converter with low conduction losses | |
| US7660136B2 (en) | Method and apparatus for synchronous rectifying of soft switching power converters | |
| Borage et al. | A full-bridge DC–DC converter withzero-voltage-switching overthe entire conversion range | |
| CA2124370C (en) | Self oscillating dc to dc converter | |
| US5986895A (en) | Adaptive pulse width modulated resonant Class-D converter | |
| Canales et al. | A wide input voltage and load output variations fixed-frequency ZVS DC/DC LLC resonant converter for high-power applications | |
| CN110190751B (zh) | 一种恒增益双向dc-dc谐振变换器及其控制方法 | |
| CN110190752B (zh) | 一种双向clllc-dcx谐振变换器及其控制方法 | |
| US20030090242A1 (en) | Active power factor correction circuit | |
| JP2011526478A (ja) | 共振型電力コンバータ | |
| US6906931B1 (en) | Zero-voltage switching half-bridge DC-DC converter topology by utilizing the transformer leakage inductance trapped energy | |
| CN111934567B (zh) | 一种左右交替辅助换流的无桥双Boost功率因数校正整流器 | |
| TW202322536A (zh) | 開關電源電路 | |
| CN115021544A (zh) | 一种钳位模块及开关电源 | |
| WO2024027360A1 (zh) | 非隔离全桥级联变换器电路及其控制方法 | |
| CN107171576B (zh) | 一种倍压整流电路及其在谐振隔离变换器中的应用 | |
| TWI787939B (zh) | 閂鎖電路與具有該閂鎖電路的llc諧振轉換器 | |
| CN114825881B (zh) | 一种llc控制装置 | |
| CN111384858A (zh) | 全桥电路及全桥变换器 | |
| US10075055B2 (en) | Zero-voltage-switching scheme for phase shift converters | |
| JP2004364456A (ja) | スイッチングコンバータ |