專利名稱：固定頻率llc諧振功率調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路，并更具體地涉及固定頻率LLC諧振功率調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
對于以提高的效率和降低的功耗操作從而適應(yīng)尺寸持續(xù)降低的電子器件的功率 轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)電路的需求在提高。開關(guān)調(diào)節(jié)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)為有效機(jī)構(gòu)，用于在電源中提供調(diào)節(jié) 的輸出。一個(gè)這樣類型的調(diào)節(jié)器稱為開關(guān)調(diào)節(jié)器或開關(guān)電源，其通過控制耦合到負(fù)載的一 個(gè)或多于一個(gè)的開關(guān)的開啟和關(guān)閉占空比來控制流到負(fù)載的功率流?，F(xiàn)今有許多不同種類 的開關(guān)調(diào)節(jié)器。一種這樣類型的開關(guān)調(diào)節(jié)器是諧振功率調(diào)節(jié)器。諧振功率調(diào)節(jié)器可以與諧振回 路(resonant tank) 一起配置，該諧振回路傳導(dǎo)基于電容器和電感器之間的功率存儲(chǔ)互感 (例如變壓器的初級(jí)電感器中)的振蕩諧振電流。振蕩諧振電流可以基于開關(guān)的操作生成， 并因此可以在變壓器的次級(jí)電感器中感應(yīng)電流。因此，輸出電壓可以基于輸出電流生成。 諧振功率調(diào)節(jié)器可以被實(shí)施為實(shí)現(xiàn)非常低的開關(guān)損失，并因此可以以相當(dāng)高的開關(guān)頻率操 作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括LLC諧振交流直流(AC/DC)功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括包含初級(jí)電感器和次級(jí)電感器的變壓器。LLC諧振回路被配置為具有第一和第二諧振頻 率。全橋(full-bridge)被耦合在第一和第二電壓之間，并包括耦合在第一和第二電壓之 間的第一對開關(guān)和耦合在第一和第二電壓之間的第二對開關(guān)。LLC諧振回路耦合在將第一 對開關(guān)互連的第一節(jié)點(diǎn)和將第二對開關(guān)互連的第二節(jié)點(diǎn)之間。該開關(guān)響應(yīng)各開關(guān)控制信號(hào) 被啟用和停用，從而通過LLC諧振回路生成諧振電流。各開關(guān)控制信號(hào)具有固定頻率和調(diào) 節(jié)的占空比，從而以零電壓開關(guān)(ZVS)方式啟用多個(gè)開關(guān)。輸出級(jí)耦合到次級(jí)電感器，并包 含被配置傳導(dǎo)響應(yīng)諧振電流在次級(jí)電感器中生成的輸出電流的至少一個(gè)輸出整流器。輸出 級(jí)基于輸出電流在輸出端生成整流的輸出電壓。本發(fā)明另一實(shí)施例包括經(jīng)LLC諧振功率調(diào)節(jié)器生成輸出電壓的方法。該方法包括 生成具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比的多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，并響應(yīng)該多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，以 預(yù)定序列啟用在LLC諧振功率調(diào)節(jié)器中配置為全橋排布的多個(gè)開關(guān)。該方法也包括響應(yīng)該 多個(gè)開關(guān)的啟用，通過包含變壓器的初級(jí)電感器、漏電感器(leakage inductor)和諧振電 容器的串聯(lián)連接的LLC諧振回路生成諧振電流。該方法也包括響應(yīng)諧振電流將與所述多個(gè) 開關(guān)有關(guān)的寄生電容以預(yù)定序列放電，從而以ZVS方式啟用該多個(gè)開關(guān)。該方法也包括在 變壓器的次級(jí)電感器生成輸出電流，以ZCS方式傳導(dǎo)該輸出電流通過至少一個(gè)整流器，并 響應(yīng)該輸出電流，在LLC諧振功率變換器的輸出端生成輸出電壓。本發(fā)明另一實(shí)施例包括LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括開關(guān)控制級(jí)和LLC 諧振回路，所述開關(guān)控制級(jí)被配置為生成具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比的多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)的開關(guān)控制級(jí)，并且所述LLC諧振回路包括串聯(lián)排布的變壓器的初級(jí)電感器、漏電感器 和諧振電容器。該系統(tǒng)也包括輸入級(jí)，所述輸入級(jí)包含排布為全橋的多個(gè)開關(guān)，并且受各多 個(gè)開關(guān)控制信號(hào)控制，從而以預(yù)定序列啟用或停用，從而交替將LLC諧振回路耦合與去耦 到高電壓軌和低電壓軌，從而通過LLC諧振回路生成諧振電流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括輸出級(jí)， 所述輸出級(jí)包含一對輸出整流器，該一對輸出整流器被配置為交替?zhèn)鲗?dǎo)變壓器的次級(jí)電感 器響應(yīng)諧振電流生成的輸出電流，從而在輸出端生成輸出電壓。


圖1圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的示例。圖2圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的另一示例。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的示例。圖4圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的時(shí)序圖的示例。圖5圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的經(jīng)LLC諧振功率調(diào)節(jié)器生成輸出電壓的方法的示 例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及電子電路，并更特別涉及固定頻率的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器。LLC諧振功 率調(diào)節(jié)器可以包括具有初級(jí)電感器和次級(jí)電感器的變壓器。變壓器的初級(jí)電感器、漏電感 器和諧振電容器共同形成LLC諧振回路，該LLC諧振回路具有基于漏電感器和諧振電容器 的第一諧振頻率和基于初級(jí)電感器、漏電感器和諧振電容器的第二諧振頻率。因此，在LLC 諧振回路中生成諧振電流，該諧振電流因此在次級(jí)電感器中感應(yīng)流到輸出級(jí)的輸出電流。 輸出級(jí)包括一組輸出整流器(例如二極管)以及輸出電容器。輸出整流器因此交替?zhèn)鲗?dǎo)輸 出電流，從而生成在輸出電容器和相關(guān)負(fù)載兩端的輸出電壓。LLC諧振功率調(diào)節(jié)器也可以包括具有晶體管的全橋(即，H橋)排布(例如金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET))的輸入級(jí)。全橋排布可以包括經(jīng)LLC諧振回路耦合 的兩個(gè)互連節(jié)點(diǎn)。MOSFET可以通過多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，例如從開關(guān)控制級(jí)提供的開關(guān) 控制信號(hào)，該開關(guān)控制信號(hào)具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比。因此，MOSFET可以用預(yù)定序列 啟用和停用，從而生成基于將LLC諧振回路的每個(gè)末端交替耦合到高電壓軌和低電壓軌的 LLC諧振電流?？梢赃x擇開關(guān)控制信號(hào)的固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比，并因此選擇MOSFET的全橋 排布的啟用的預(yù)定序列，從而使得MOSFET以零電壓開關(guān)(ZVS)方式停用，并且輸出整流器 以零電流開關(guān)(ZCS)方式停用。特殊地，MOSFET每個(gè)都可以包括寄生電容和體二極管。寄 生電容可以由諧振電流通過LLC諧振回路交替充電和放電。一旦諧振電流對寄生電容放 電，體二極管可以開始傳導(dǎo)諧振電流。因此，各MOSFET可以在傳導(dǎo)諧振電流之后以ZVS方 式啟用。另外，基于響應(yīng)于通過LLC諧振回路的諧振電流的振蕩的晶體管電流的通過晶體 管的電流通量中的變化，輸出電流可以在輸出級(jí)改變方向。因此，輸出電流可以通過輸出整 流器中的一個(gè)在傳導(dǎo)通過其它輸出整流器之前減少到接近零的幅值，并因此輸出整流器可 以按ZCS方式停用。因此，固定頻率LLC功率調(diào)節(jié)器可以以改善的輸入和負(fù)載調(diào)節(jié)操作，從 而導(dǎo)致具有顯著低于通常的LLC功率調(diào)節(jié)器的電磁干擾(EMI)的顯著改善的效率。
圖1圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10的示例。LLC諧振功率 調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10被配置為基于輸入電壓Vin生成在負(fù)載&兩端的輸出電壓VQUT。LLC諧振功 率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10可以在各種應(yīng)用中實(shí)施，例如在各種便攜電子器件的任意器件中實(shí)施。LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10包括被配置為生成多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)的開關(guān)控制級(jí) 12。在圖1的示例中，開關(guān)控制信號(hào)表示為一組四個(gè)開關(guān)控制信號(hào)SW1到5評4。LLC諧振功 率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10也包括在表示為輸入電壓Vin的高電壓軌和表示為地的低電壓軌之間互連 的輸入級(jí)14。輸入級(jí)14包括受開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4控制的多個(gè)開關(guān)16。例如，開關(guān)16 可以被配置在耦合在電壓軌之間的開關(guān)的全橋或H-橋排布中。例如，開關(guān)16包括通過第 一控制節(jié)點(diǎn)在軌道之間互連的第一對開關(guān)，以及通過第二控制節(jié)點(diǎn)在軌道之間互連的第二 對開關(guān)。該控制節(jié)點(diǎn)限定根據(jù)開關(guān)16的啟用和停用向LLC諧振回路18供應(yīng)電流的輸入級(jí) 的各輸出節(jié)點(diǎn)。LLC諧振回路18被配置為響應(yīng)于開關(guān)16的操作而傳導(dǎo)諧振電流IKES。在圖1的 示例中，LLC諧振回路18包括變壓器20，以使諧振電流Ikes可以流過變壓器20的初級(jí)電感 器以及例如串聯(lián)連接到一起的漏電感器和諧振電容器。因此，LLC諧振回路18可以具有由 與漏電感器和諧振電容器有關(guān)的特征限定的第一諧振頻率，并可以具有由與漏電感器、初 級(jí)電感器和諧振電容器有關(guān)的特征限定的第二諧振頻率。第一諧振頻率可以因此大于第二 諧振頻率。例如，LLC諧振回路18可以在輸入級(jí)14中的第一和第二互連控制節(jié)點(diǎn)之間互連。 開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4可以具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比，并可以按預(yù)定序列被設(shè)為有效 (assert)(即，邏輯-高)和被設(shè)為無效(de-assert)(即，邏輯-低)。因此，開關(guān)16可以 通過開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4以預(yù)定序列操作，從而將LLC諧振回路18的每個(gè)末端交替耦 合到輸入電壓Vin和接地。因此，諧振電流Ikes可以通過LLC諧振回路18基于開關(guān)16的預(yù) 定啟用/停用序列以第一諧振頻率和第二諧振頻率諧振。開關(guān)16的預(yù)定啟用/停用序列 可以因此基于諧振電流Ikes的幅值限定開關(guān)16的操作階段，如本文描述。通過如本文描述 的那樣控制開關(guān)，輸入級(jí)的輸出節(jié)點(diǎn)兩端的電壓可以根據(jù)操作階段(參見例如圖4)被提供 作為交流電壓，例如在VIN、0V和Vin之間交替。認(rèn)識(shí)到電壓根據(jù)輸入電壓和參考電壓(在圖 1中圖示為地)而變化。響應(yīng)于通過變壓器20的初級(jí)電感器的諧振電流Ikes的振蕩，變壓器20的次級(jí)電 感器生成輸出電流I·。具體地，輸出電流Iot是基于通過變壓器20磁芯的磁通量由諧振 電流Ikes感應(yīng)的。輸出電流Itm可以因此具有響應(yīng)于諧振電流Ikes的流動(dòng)方向基于通過變 壓器20磁芯的磁通量的方向的流動(dòng)方向。輸出電流Iott被提供到輸出級(jí)22。輸出級(jí)22包 括至少一個(gè)輸出整流器對，其被配置為整流輸出電流Iott從而因此生成負(fù)載&兩端的輸出 電壓VQUT。例如，(多個(gè))輸出整流器M可以包括一對DC整流器，這對DC整流器被配置為 基于輸出電流Iot的流動(dòng)方向交替?zhèn)鲗?dǎo)輸出電流I·?；陂_關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系 統(tǒng)10可以以改善的輸入和負(fù)載調(diào)節(jié)操作，從而導(dǎo)致具有顯著低于通常的LLC功率調(diào)節(jié)器的 電磁干擾(EMI)的顯著改善的效率。具體地，開關(guān)16和輸出整流器M可以是軟開關(guān)，以使 它們響應(yīng)于由開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比限定的開關(guān)16的預(yù)定開 關(guān)序列，分別以零電壓開關(guān)(ZVS)和零電流開關(guān)(ZCS)方式操作。例如，開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4可以具有選擇為大于LLC諧振回路18的第一和第二諧振頻率中的一個(gè)或兩者的頻 率。因此，開關(guān)16可以按ZVS方式操作，從而更有效操作LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)10，并且 (多個(gè))輸出整流器24可以按ZCS方式操作，從而經(jīng)變壓器20顯著減輕反向恢復(fù)振蕩。圖2圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50的另一示例。相似于 上面描述的圖1的示例，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50被配置為基于輸入電壓Vin生成負(fù)載 Rl兩端的輸出電壓Vott。例如，輸入電壓Vin可以約350到400VDC (伏直流)，從而產(chǎn)生約 5IVDC的輸出電壓Vqut。LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50包括在表示為輸入電壓Vin的高電壓軌和表示為地 的低電壓軌之間互連的輸入級(jí)52。輸入級(jí)52包括多個(gè)開關(guān)，該多個(gè)開關(guān)在圖2的示例中 表示為分別受開關(guān)控制信號(hào)SWp Sff2, Sff3和SW4控制的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET) Q1, Q2, Q3和Q4。在圖2的示例中，MOSFET Q1耦合到輸入電壓Vin，MOSFET Q2耦合 到地，并且MOSFET Q1和％通過具有電壓Va的控制節(jié)點(diǎn)M串聯(lián)互連。類似地，MOSFET Q3 耦合到輸入電壓Vin，MOSFET Q4耦合到地，并且MOSFET Q3和Gl4通過具有電壓Vb的控制節(jié) 點(diǎn)56串聯(lián)互連。因此，MOSFET Q1到Q4排布為全橋。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的MOSFET 57的示例。例如，M0SFET57可以對應(yīng)圖2 的示例的輸入級(jí)52中的MOSFET Q1到仏中的任何一個(gè)。在圖3的示例中，MOSFET 57包括 在MOSFET 57的漏極和源極之間與MOSFET 57并聯(lián)耦合的寄生電容Cp和體二極管DB。寄 生電容Cp和體二極管Db可以由于MOSFET 57的制造而產(chǎn)生，從而使得寄生電容Cp和體二 極管A集成到MOSFET 57的設(shè)計(jì)中。如上面描述，寄生電容Cp和體二極管Db連同MOSFET Q1到A與開關(guān)信號(hào)SW1到SW4的交互，可以被實(shí)施為以ZVS方式切換MOSFET Q1到仏。回來參考圖2的示例，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50也包括被配置為響應(yīng)MOSFET Q1 到A的啟用和停用來傳導(dǎo)諧振電流Ikes的LLC諧振回路58。在圖2的示例中，LLC諧振回 路58包括在第一控制節(jié)點(diǎn)M和第二控制節(jié)點(diǎn)56之間串聯(lián)耦合的變壓器60的初級(jí)電感器 Lm、漏電感器Lk和諧振電容器CK。因此，諧振電流Ikes可以響應(yīng)于MOSFETQi到A的啟用和 停用而流過LLC諧振回路58，并使LLC諧振回路58諧振。LLC諧振回路58具有如下的通 過與漏電感器Lk和諧振電容器Ck有關(guān)的特征限定的第一諧振頻率frl , 公式1其中LK是漏電感器Lk的電感；并且Ce是諧振電容器Ck的電容。LLC諧振回路58也具有如下的通過與漏電感器Lk、初級(jí)電感器Lm和諧振電容器Ck 有關(guān)的特征限定的第二諧振頻率fr2 公式2其中Lm是初級(jí)電感器Lm的電感。因此，公式1和2表示第一諧振頻率frl大于第二諧振頻率fr2。如上面描述，諧振電流Ikes基于MOSFET Q1到仏的切換而生成。開關(guān)控制信號(hào)SW1 到SW4可以具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比，并可以按預(yù)定序列被設(shè)為有效或被設(shè)為無效。因 此，MOSFET Q1到A可以通過開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4以預(yù)定序列操作，從而將LLC諧振回路58的每個(gè)末端交替耦合到輸入電壓Vin和接地，以使電壓Va和電壓Vb之間的差可以在 零、輸入電壓Vin的正幅值和輸入電壓Vin的負(fù)幅值之間周期性切換。因此，諧振電流Ikes可 以基于MOSFET Q1到A的預(yù)定啟用/停用序列，使LLC諧振回路58以第一諧振頻率frl和 第二諧振頻率fr2中的每個(gè)交替諧振。在圖2的示例中，諧振電流Ikes表示為包括流過漏電感器Lk的電流Iui和流過初 級(jí)電感器Lm的電流1 。如圖2的示例中表示，變壓器60包括耦合到負(fù)載&的次級(jí)電感器 L00因此，次級(jí)電感器Ltj的負(fù)載導(dǎo)致電流Iui相對于電流Iui的變化。因此，如本文描述，電 流Iui是基于落后感應(yīng)EMF近90°的通過變壓器60磁芯的磁通量與初級(jí)電感器Lm的電抗 有關(guān)的磁化電流。具體地，如上面描述，LLC諧振回路58具有第一諧振頻率frl和第二諧 振頻率fr2。如本文描述，基于MOSFETqi到仏的切換的預(yù)定序列，電流Iui和電流Ι Κ可以 在諧振電流Ikes以第一諧振頻率frl諧振時(shí)不相等。另外，電流Iui和電流Iui可以在諧振 電流Ikes以第二諧振頻率fr2諧振時(shí)相等。響應(yīng)通過變壓器60的初級(jí)電感器Lm的諧振電流Ikes的振蕩，變壓器60的次級(jí)電 感器Ltj生成在次級(jí)電感器Ltj中基于通過變壓器60磁芯的磁通量感應(yīng)的輸出電流IOT。輸 出電流Iot響應(yīng)諧振電流Ikes的流動(dòng)方向，具有基于通過變壓器60磁芯的磁通量的方向的 電流流動(dòng)方向。在圖2的示例中，次級(jí)電感器Ltj的每個(gè)末端都耦合到包括第一輸出二極管 D1和第二輸出二極管&的輸出級(jí)62。輸出二極管D1和&被配置為對輸出電流Iott整流。 因此，輸出電流Iot作為通過輸出二極管D1的輸出電流Iot i提供，或作為通過輸出二極管 D2的輸出電流Iott 2提供，這取決于通過次級(jí)電感器Ltj的輸出電流Iott的電流流動(dòng)方向。因 此，輸出二極管D1和&基于通過次級(jí)電感器Ltj的電流流動(dòng)方向，分別交替?zhèn)鲗?dǎo)輸出電流 I0UTJ和Ι。υτ—2。在圖2的示例中，輸出電流I^1和2從與耦合到輸入級(jí)52的接地連接電 絕緣的接地連接傳導(dǎo)。然而，將會(huì)理解接地連接的電絕緣可以是不必需的，這取決于提供功 率的應(yīng)用。輸出級(jí)62也包括與負(fù)載&并聯(lián)耦合的輸出電容器Q。輸出電流Iott」和Iqut 2 與輸出電容器Q因此被配置為維持負(fù)載&兩端的輸出電壓Vott的幅值。與上述的圖1的示例相似，基于開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的固定頻率和調(diào)節(jié)的占空 比，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50可以以改善的輸入和負(fù)載調(diào)節(jié)操作，從而導(dǎo)致具有顯著低 于通常的LLC功率調(diào)節(jié)器的EMI的顯著改善的效率。開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的預(yù)定序列 產(chǎn)生MOSFET Q1到&的操作循環(huán)，該操作循環(huán)包括對各寄生電容充電，使各體二極管續(xù)流 (free-wheeling)，對各寄生電容放電，并再次使各體二極管續(xù)流。因此，MOSFET Q1到仏可 以基于已知操作循環(huán)以ZVS方式啟用。由于響應(yīng)MOSFET兌到仏的固定頻率和調(diào)節(jié)的占 空比控制使得電壓Va和電壓Vb之間的差交替，因此LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50充當(dāng)AC/ DC功率調(diào)節(jié)器。另外，基于通過LLC諧振回路58的諧振電流Ikes的已知振蕩，可以控制輸 出電流Itmu和Iaill2的幅值。因此，輸出二極管D1和D2可以各自以ZCS方式停用。因此， MOSFETQi到A可以按ZVS方式操作，從而更有效操作LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50，并且輸 出二極管D1和&可以用ZCS方式操作，從而顯著減輕反向恢復(fù)振蕩。將會(huì)理解LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50不意在受圖2的示例限制。例如，LLC諧振 功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50不限于實(shí)施M0SFET，而是可替代地使用各種其它類型FET中的一種來 替代MOSFET仏到仏。如另一示例，諧振電容器Ck不意在限制于耦合在漏電感器Lk和第一 控制節(jié)點(diǎn)M之間，但可替代地耦合在初級(jí)電感器Lm和第二控制節(jié)點(diǎn)56之間。另外，在圖2的示例中，第一和第二二極管01和1)2示范為肖特基(Schottky) 二極管。然而，將會(huì)理解第 一和第二二極管D1和D2不限于實(shí)施為肖特基二極管。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解并認(rèn)識(shí) 到LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50可以用基于本文的教導(dǎo)的各種方式中的任何方式配置。圖4圖示根據(jù)本發(fā)明一方面的時(shí)序圖100的示例。時(shí)序圖100可以對應(yīng)于圖2的 示例中的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50。因此，對圖4的示例的下面描述將參考圖2的示例。時(shí)序圖100表示開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的預(yù)定序列隨時(shí)間變化的示例。具體來 說，該預(yù)定序列被示范為八階段的序列，在圖4的示例中示范為階段1到階段8。預(yù)定序列 開始于時(shí)刻Ttl處于從時(shí)刻Ttl持續(xù)到時(shí)刻T1的階段1中。因此，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50 在階段1中從時(shí)刻Ttl到時(shí)刻T1操作。相似地，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50在階段2中從 時(shí)刻T1到時(shí)刻T2操作，在階段3中從時(shí)刻T2到時(shí)刻T3操作，在階段4中從時(shí)刻T3到時(shí)刻 T4操作，在階段5中從時(shí)刻T4到時(shí)刻T5操作，在階段6中從時(shí)刻T5到時(shí)刻T6操作，在階段 7中從時(shí)刻T6到時(shí)刻T7操作，并且在階段8中從時(shí)刻T7到時(shí)刻T8操作。因此，圖4的示例 示例性地示范出階段2、4、6和8顯著短于階段1、3、5和7。然而，將會(huì)理解示范的階段不必 要按比例進(jìn)行示范。例如，如圖4的示例中示范的，階段1、3、5和7可以相對于階段2、4、6 和8基本更長。另外，開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4示范為邏輯高，以對應(yīng)于各MOSFET Q1到仏 的啟用。然而，將會(huì)理解MOSFET Q1到&可替代地通過開關(guān)控制信號(hào)SW1到SW4的邏輯低狀 態(tài)啟用。在階段1中，開關(guān)控制信號(hào)sw1和sw4示范為設(shè)為有效，并且開關(guān)控制信號(hào)sw2和 Sff3示范為設(shè)為無效。因此，在階段1中MOSFETqi和A被啟用，而MOSFET q2和仏被停用。 因此，電壓Vab ( S卩，在各控制節(jié)點(diǎn)M和56的電壓Va和電壓Vb之間的差)在階段1中為正。 通過漏電感器Lk的電流Iui從負(fù)幅值開始基本正弦增加(即，相對于如圖2的示例中示范 的)，而通過初級(jí)電感器Lm的電流Iui在時(shí)刻Ttl從接近相同幅值開始基本線性增加，例如基 于初級(jí)電感器Lm兩端的恒定電壓。例如，變壓器60可以具有約94 13比率的多匝初級(jí) 和次級(jí)繞組(winding)。因此，初級(jí)電感器Lm兩端的恒定電壓可以近似等于(VQUT*94/13)。 在階段1期間，電流Iui和Iui中的每個(gè)都反向，并因此變?yōu)檎?。諧振電流Ikes因此在階段1 期間以第一諧振頻率frl諧振。另外，基于通過變壓器60的磁通量的方向，輸出電流Iot」 在時(shí)刻Ttl從接近零的幅值開始增加。在時(shí)刻T1,在階段2開始，開關(guān)控制信號(hào)SW1設(shè)為無效，從而停用MOSFET Q10然而， 電流Lk和Lm繼續(xù)流動(dòng)。作為響應(yīng)，MOSFETQi的寄生電容Cpi充電，并且MOSFET Gl2的寄生電 容Cp2放電，在圖4的示例中示范為階段2期間的正電流脈沖Im和負(fù)電流脈沖IeP2。一旦 MOSFET Q2的寄生電容Cp2放電，MOSFET Q2的體二極管Db2則可以在階段2期間開始傳導(dǎo)諧 振電流Ikes。傳導(dǎo)諧振電流Ikes通過MOSFET Q2的體二極管Db2導(dǎo)致接近0伏的MOSFET Q2 兩端的漏-源電壓VDS。因此，在時(shí)刻T2,開關(guān)控制信號(hào)SW2設(shè)為有效，從而以ZVS方式啟用 MOSFET Q20在階段3中，一旦MOSFET Gl2啟用，電壓Vab就變?yōu)榧s等于零。因此通過漏電感器 Lk的電流Iui開始減少。作為響應(yīng)，輸出電流Iott i同樣開始減少。然而，通過初級(jí)電感器Lm 的電流Iui基本線性連續(xù)增加。一旦電流Iui和Iui變?yōu)榻咏嗟龋娏鱅ui和Iui則變?yōu)榛?本恒定，并且輸出電流I·」減少到接近零的幅值。因此，諧振電流Ikes開始以第二諧振頻 率fr2諧振。另外，因?yàn)橹C振電流Ikes以第二諧振頻率fr2諧振，通過變壓器60磁芯的磁通量接近零，所以沒有在變壓器60的次級(jí)電感器Ltj中產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，輸出電容器COUT 放電，從而維持輸出電壓VOT。在階段3結(jié)束時(shí)，由于LLC諧振回路58的諧振，諧振電容器 Ck中的電壓反向。在時(shí)刻T3，階段4開始處，開關(guān)控制信號(hào)SW4設(shè)為無效，從而停用MOSFET仏。然而， 諧振電流Ikes繼續(xù)流動(dòng)。作為響應(yīng)，MOSFET Q4的寄生電容Cp4充電，并且MOSFET仏的寄生 電容Cp3放電，在圖4的示例中示范為在階段4期間的正電流脈沖Im和負(fù)電流脈沖IeP3。 一旦MOSFET Q3的寄生電容Cp3放電，MOSFET Q3的體二極管Db3則可以在階段4期間開始傳 導(dǎo)諧振電流IKES。傳導(dǎo)諧振電流Ikes通過MOSFET A的體二極管Db3導(dǎo)致接近0伏的MOSFET Q3兩端的漏-源電壓VDS。因此，在時(shí)刻T4,開關(guān)控制信號(hào)SW3被設(shè)為有效，從而以ZVS方式 啟用 MOSFET Q3O在階段5中，一旦MOSFET仏啟用，電壓Vab變?yōu)樨?fù)。因此，諧振電流Ikes開始以第 一諧振頻率frl諧振。具體地，在時(shí)刻T4,通過漏電感器Lk的電流Iui開始從正幅值基本正 弦減少，而通過初級(jí)電感器Lm的電流Iui開始從接近相同幅值基本線性減少，例如基于初級(jí) 電感器Lm兩端的恒定電壓。在階段5期間，電流Iui和電流Iui中的每個(gè)都反向，并因此變 為正。另外，基于通過變壓器60的磁通量的反向方向，輸出電流Iott 2在時(shí)刻T4從接近零的 幅值增加。在時(shí)刻T5，階段6開始處，開關(guān)控制信號(hào)SW2設(shè)為無效，從而停用MOSFET %。然而， 電流Lk和Lm繼續(xù)流動(dòng)。作為響應(yīng)，MOSFETQ2的寄生電容Cp2充電，并且MOSFET Gl1的寄生電 容Cpi放電，在圖4的示例中示范為階段6期間的正電流脈沖Iep2和負(fù)電流脈沖Im。一旦 MOSFET Q1的寄生電容Cpi放電，MOSFET Q1的體二極管Dbi則可以在階段6期間開始傳導(dǎo)諧 振電流Ikes。傳導(dǎo)諧振電流Ikes通過MOSFET Q1的體二極管Dbi導(dǎo)致接近0伏的MOSFET Q1 兩端的漏-源電壓VDS。因此，在時(shí)刻T6,開關(guān)控制信號(hào)SW1被設(shè)為有效，從而以ZVS方式啟 用 MOSFET Q10在階段7中，一旦MOSFET Gl1啟用，電壓Vab變得接近等于零。通過漏電感器1^的 電流Iui因此開始增加。作為響應(yīng)，輸出電流IOTT—2因此同樣開始減少。然而，通過初級(jí)電感 器Lm的電流Iui基本線性連續(xù)減少。一旦電流Iui和Iui變得接近相等，電流Iui和Iui變?yōu)?基本恒定，并且輸出電流Iott 2減少到接近零的幅值。因此，諧振電流Ikes再次開始以第二 諧振頻率fr2諧振。另外，因?yàn)橹C振電流Ikes以第二諧振頻率fr2諧振，通過變壓器60磁 芯的磁通量接近零，所以沒有在變壓器60的次級(jí)電感器Ltj中產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，輸出電 容器COUT再次放電，從而維持輸出電壓VOT。在階段7結(jié)束，由于LLC諧振回路58的諧振， 諧振電容器Ck中的電壓再次反向。在時(shí)刻T7,階段8開始處，開關(guān)控制信號(hào)SW3設(shè)為無效，從而停用MOSFET Q3。然而， 諧振電流Ikes繼續(xù)流動(dòng)。作為響應(yīng)，MOSFET Q3的寄生電容Cp3充電，并且MOSFET仏的寄生 電容Cp4放電，在圖4的示例中示范為階段8期間的正電流脈沖Im和負(fù)電流脈沖IeP4。一 旦MOSFET A的寄生電容Cp4放電，MOSFET Gl4的體二極管Db4則可以在階段8期間開始傳導(dǎo) 諧振電流Ikes。傳導(dǎo)諧振電流Ikes通過MOSFETo4的體二極管Db4導(dǎo)致接近O伏的MOSFET Q4 兩端的漏-源電壓VDS。因此，在時(shí)刻T8，開關(guān)控制信號(hào)SW4設(shè)為有效，從而以ZVS方式開啟 MOSFET仏。因此，預(yù)定序列在時(shí)刻T8重復(fù)開始，LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)50在時(shí)刻T8再次 進(jìn)入階段1。
由于前述結(jié)構(gòu)和上述功能特性，通過參考圖5將會(huì)更好地認(rèn)識(shí)某些方法。理解和 認(rèn)識(shí)到說明的行動(dòng)在其它實(shí)施例中可以按不同次序和/或與其它行動(dòng)同時(shí)發(fā)生。此外，實(shí) 施方法可以不需要全部說明的特性。圖5圖示經(jīng)根據(jù)本發(fā)明一方面的LLC諧振功率調(diào)節(jié)器生成輸出電壓的方法150的 示例。在152，生成具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比的多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。開關(guān)控制信號(hào)可以 從開關(guān)控制級(jí)生成，或可以從各種其它類型的處理或時(shí)鐘生成組件中的任何組件生成。在 154，排布為全橋的多個(gè)開關(guān)響應(yīng)多個(gè)開關(guān)信號(hào)，在LLC諧振功率調(diào)節(jié)器的輸入級(jí)中以預(yù)定 序列啟用。預(yù)定序列可以限定操作的多個(gè)(例如8個(gè))階段。開關(guān)可以被配置為MOSFET 開關(guān)，并且全橋可以具有第一和第二控制節(jié)點(diǎn)。在156，響應(yīng)多個(gè)開關(guān)的啟用，通過LLC諧振回路生成諧振電流。該LLC諧振回路 可以包括變壓器的初級(jí)電感器、漏電感器和諧振電容器的串聯(lián)連接。諧振電流可以包括通 過漏電感器的漏電流和關(guān)于初級(jí)電感器的電抗的磁化電流。在158，與多個(gè)開關(guān)有關(guān)的寄生 電容響應(yīng)諧振電流以預(yù)定序列放電，從而以ZVS方式啟用多個(gè)開關(guān)。開關(guān)中的每個(gè)也可以 包括僅在開關(guān)啟用之前傳導(dǎo)諧振電流的體二極管。在160，輸出電流在變壓器的次級(jí)電感器 生成。輸出電流可以通過諧振電流流過初級(jí)電感器產(chǎn)生的磁通量來感生。在162，輸出電流以ZCS方式傳導(dǎo)通過至少一個(gè)整流器。該至少一個(gè)整流器可以包 括交替?zhèn)鲗?dǎo)輸出電流的一對輸出二極管。輸出電流的電流流動(dòng)方向可以在次級(jí)電感器中基 于通過磁芯的磁通量的變化而改變。因此，通過二極管中的一個(gè)的電流可以在開始傳導(dǎo)通 過另一二極管之前減少到零幅值。在164，響應(yīng)輸出電流，在LLC諧振功率變換器的輸出生 成輸出電壓。該輸出電壓可以在輸出電流的幅值接近零時(shí)通過輸出電容器維持。上面描述的是本發(fā)明的示例。當(dāng)然，不可能為描述本發(fā)明的目的描述組件或方法 的每種可能結(jié)合，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的許多進(jìn)一步結(jié)合與置換是可能 的。因此，本發(fā)明意在包含本申請(包括權(quán)利要求)范圍內(nèi)的全部這樣的替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種LLC諧振交流直流功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，包含包含初級(jí)電感器和次級(jí)電感器的變壓器；包含與所述初級(jí)電感器串聯(lián)耦合的諧振電容器和漏電感器的LLC諧振回路，所述LLC 諧振回路被配置為具有第一諧振頻率和第二諧振頻率；包含耦合在輸入電壓和參考電壓之間的全橋的輸入級(jí)，所述全橋包含耦合在所述輸入 電壓和所述參考電壓之間的第一對開關(guān)，以及耦合在所述輸入電壓和所述參考電壓之間的 第二對開關(guān)，所述LLC諧振回路互連在將所述第一對開關(guān)互連的第一節(jié)點(diǎn)和將所述第二對 開關(guān)互連的第二節(jié)點(diǎn)之間，所述開關(guān)響應(yīng)各開關(guān)控制信號(hào)啟用和停用，從而通過所述LLC 諧振回路生成諧振電流，所述各開關(guān)控制信號(hào)具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比控制，從而以 零電壓開關(guān)方式，即ZVS方式，操作所述全橋的所述開關(guān)；以及耦合到所述次級(jí)電感器并包含至少一個(gè)輸出整流器的輸出級(jí)，所述至少一個(gè)輸出整流 器被配置為傳導(dǎo)響應(yīng)所述諧振電流在所述次級(jí)電感器中生成的輸出電流，所述輸出級(jí)基于 所述輸出電流在輸出端生成整流的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述全橋的所述開關(guān)被配置為金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管，即M0SFET。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述固定頻率和固定占空比控制限定所述開關(guān)的 操作循環(huán)，所述操作循環(huán)包含多個(gè)階段，并且其中所述開關(guān)中的每個(gè)都包含寄生電容，并且 其中所述操作的所述多個(gè)階段的每個(gè)其它階段都限定由于一定幅值的所述諧振電流流過 所述漏電感器而對所述第一和第二對開關(guān)中的一對開關(guān)中的各開關(guān)的寄生電容充電和放 電的時(shí)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述全橋中的所述開關(guān)的每個(gè)都包含體二極管， 并且其中對所述寄生電容放電的所述第一和第二對開關(guān)中的一對開關(guān)的所述各開關(guān)僅在 所述開關(guān)啟用之前傳導(dǎo)所述諧振電流通過所述各體二極管，以使所述各開關(guān)以所述ZVS方 式啟用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)輸出整流器包含第一二極管和第 二二極管，所述第一二極管和所述第二二極管每個(gè)都分別具有耦合到所述輸出端的陰極與 耦合到次級(jí)電感器相反端子的陽極，所述第一二極管和所述第二二極管被配置為交替?zhèn)?導(dǎo)所述輸出電流，從而在所述輸出端提供所述整流的輸出電壓，所述第一二極管和所述第 二二極管根據(jù)所述輸出電流的幅值以零電流開關(guān)方式，即ZCS方式交替停用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述輸出級(jí)進(jìn)一步包含輸出電容器，并且其中所 述諧振電流包含與所述漏電感器有關(guān)的漏泄諧振電流，以及與所述初級(jí)電感器的電抗有關(guān) 的磁化電流，所述漏泄諧振電流和所述磁化電流具有基本相等的幅值，所述漏泄諧振電流 和所述磁化電流具有的基本相等的幅值基于所述開關(guān)控制信號(hào)的所述固定頻率和所述調(diào) 節(jié)的占空比周期性出現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，在通過所述第一二極管和所述第二二極管中的 一個(gè)的所述輸出電流減少到基本為零的幅值之后，所述輸出電流響應(yīng)于通過所述初級(jí)電感 器的磁通量的變化，通過所述第一二極管和所述第二二極管中的另一二極管開始增加，以 使所述第一二極管和所述第二二極管以所述ZCS方式操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)控制信號(hào)具有被選擇為大于所述LLC諧振回路的所述第一諧振頻率和所述第二諧振頻率中的至少一個(gè)的固定頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一節(jié)點(diǎn)具有第一電壓，并且所述第二節(jié)點(diǎn) 具有第二電壓，并且其中所述固定頻率和固定占空比控制限定所述開關(guān)的操作循環(huán)，所述 操作循環(huán)包含多個(gè)階段，其中所述第一電壓和所述第二電壓開關(guān)之間的差在零、所述LLC 諧振交流直流功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的所述輸入電壓的正幅值和所述LLC諧振交流直流功率調(diào) 節(jié)器系統(tǒng)的負(fù)幅值之間切換，這取決于所述操作循環(huán)的所述階段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述固定頻率和固定占空比控制限定具有多個(gè) 階段的所述開關(guān)的順序操作循環(huán)，并且其中所述操作循環(huán)中的所述多個(gè)階段中的其它每個(gè) 階段都控制所述開關(guān)以將所述諧振電流維持在所述第一諧振頻率和所述第二諧振頻率中 的一個(gè)。
11.一種LLC諧振功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，包含配置為生成具有基本固定的頻率和調(diào)節(jié)的占空比的多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)的開關(guān)控制級(jí)；包含串聯(lián)排布的變壓器的初級(jí)電感器、漏電感器和諧振電容器的LLC諧振回路；包含多個(gè)開關(guān)的輸入級(jí)，所述多個(gè)開關(guān)排布為全橋，并受所述各多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)控 制，從而以預(yù)定序列啟用和停用，從而提供所述輸入級(jí)的輸出節(jié)點(diǎn)兩端的交流電壓電位，所 述LLC諧振回路耦合到所述輸入級(jí)的所述輸出節(jié)點(diǎn)，所述LLC諧振回路根據(jù)所述多個(gè)開關(guān) 的啟用和停用通過所述LLC諧振回路生成諧振電流；以及包含至少一個(gè)整流器的輸出級(jí)，所述至少一個(gè)整流器被配置為交替?zhèn)鲗?dǎo)通過所述變壓 器的次級(jí)電感器響應(yīng)于所述諧振電流生成的輸出電流，從而在所述整流器的輸出端提供整 流的輸出電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)整流器包含一對輸出二極管，所 述輸出電流響應(yīng)于流過所述LLC諧振回路的所述諧振電流，基于所述輸出電流流過所述變 壓器的所述次級(jí)電感器的電流流動(dòng)方向流過所述一對輸出二極管中的一個(gè)，以使所述輸出 電流在傳導(dǎo)通過所述一對輸出二極管中的另一二極管之前通過所述一對輸出二極管中的 一個(gè)減少到接近零幅值，從而以零電流開關(guān)方式停用所述一對輸出二極管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)開關(guān)每個(gè)都包含寄生電容和體二極 管，所述寄生電容通過所述諧振電流充電和放電，并且一旦所述寄生電容放電，所述體二極 管則被配置為在所述多個(gè)開關(guān)的所述各開關(guān)啟用前傳導(dǎo)所述諧振電流，以使所述開關(guān)以零 電壓開關(guān)方式操作。
14.一種經(jīng)LLC諧振功率調(diào)節(jié)器生成輸出電壓的方法，所述方法包含生成具有基本固定的頻率和調(diào)節(jié)的占空比的多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)；響應(yīng)所述多個(gè)開關(guān)控制信號(hào)以預(yù)定序列控制全橋電路的開關(guān)，從而提供在所述全橋電 路的輸出節(jié)點(diǎn)兩端的交流電壓電位，所述全橋電路在輸入電壓和參考電壓之間連接；響應(yīng)所述交流電壓電位通過LLC諧振回路生成諧振電流，所述LLC諧振回路包含在所 述全橋電路的所述輸出節(jié)點(diǎn)之間耦合的變壓器的初級(jí)電感器、漏電感器和諧振電容器的串 聯(lián)連接；響應(yīng)所述諧振電流，將與所述開關(guān)中的每個(gè)開關(guān)相關(guān)的寄生電容器以所述預(yù)定序列放 電，從而促進(jìn)以零電壓開關(guān)方式，即ZVS方式，操作所述開關(guān)；在所述變壓器的次級(jí)電感器生成輸出電流；以及以零電流開關(guān)方式，即ZCS方式，傳導(dǎo)所述輸出電流通過至少一個(gè)整流器，從而在所述 LLC諧振功率調(diào)節(jié)器的輸出端提供對應(yīng)的輸出電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中傳導(dǎo)所述輸出電流包含交替?zhèn)鲗?dǎo)所述輸出電流 通過第一二極管和第二二極管，所述第一二極管和所述第二二極管每個(gè)都分別具有耦合到 所述輸出端的陰極與耦合到次級(jí)電感器相反端子的陽極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中生成所述輸出電壓包含基于所述開關(guān)的所述預(yù)定序列通過所述初級(jí)電感器改變磁通量；響應(yīng)所述磁通量的變化，通過所述第一二極管和所述第二二極管中的一個(gè)減少所述輸 出電流到接近零的幅值，以使所述第一二極管和所述第二二極管中的一個(gè)以所述ZCS方式 停用；將輸出電容器放電，從而維持所述輸出端的所述輸出電壓；以及通過所述第一二極管和所述第二二極管中的另一二極管增加所述輸出電流的幅值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中通過所述初級(jí)電感器改變所述磁通量包含將所 述LLC諧振回路在第一諧振頻率和第二諧振頻率之間切換，所述第一諧振頻率根據(jù)所述漏 電感器和所述諧振電容器設(shè)定，以及所述第二諧振頻率根據(jù)所述漏電感器、所述初級(jí)電感 器和所述諧振電容器設(shè)定。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述預(yù)定序列為所述LLC諧振功率調(diào)節(jié)器限定 具有多個(gè)階段的操作循環(huán)，以及其中所述交流電壓電位在第一電壓、零伏和第二電壓之間變化，所述第一電壓對應(yīng)于 所述輸入電壓和所述參考電壓之間的差，并且所述第二電壓是根據(jù)所述操作循環(huán)的階段的 所述第一電壓的負(fù)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含響應(yīng)于對與所述開關(guān)的給定一個(gè)有關(guān)的 所述寄生電容器放電，傳導(dǎo)所述諧振電流通過所述開關(guān)中的所述給定一個(gè)的體二極管。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包含在傳導(dǎo)所述諧振電流通過所述開關(guān)中的 所述給定一個(gè)的所述體二極管時(shí)，啟用所述開關(guān)中的所述給定一個(gè)，這樣所述開關(guān)的所述 給定一個(gè)以所述ZVS方式啟用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LLC諧振AC/DC功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)(10)，該LLC諧振AC/DC功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)系統(tǒng)(10)包括包含初級(jí)電感器和次級(jí)電感器的變壓器(20)。LLC諧振回路(18)被配置為具有第一和第二諧振頻率。全橋被耦合在第一和第二電壓之間，并且包括耦合在第一和第二電壓之間的第一對開關(guān)，以及耦合在第一和第二電壓之間的第二對開關(guān)。LLC諧振回路(18)耦合在將第一對開關(guān)互連的第一節(jié)點(diǎn)和將第二對開關(guān)互連的第二節(jié)點(diǎn)之間。開關(guān)(16)響應(yīng)各開關(guān)控制信號(hào)而被啟用和停用，從而通過LLC諧振回路(18)生成諧振電流。各開關(guān)控制信號(hào)具有固定頻率和調(diào)節(jié)的占空比，從而以零電壓開關(guān)(ZVS)方式啟用該多個(gè)開關(guān)。輸出級(jí)(22)耦合到次級(jí)電感器，并且包含配置為傳導(dǎo)響應(yīng)諧振電流在次級(jí)電感器中生成的輸出電流的至少一個(gè)輸出整流器(24)。輸出級(jí)(22)基于輸出電流在輸出端生成整流的輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M7/219GK102047544SQ200880129504
公開日2011年5月4日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者F·黃 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司