專利名稱：一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路。
技術(shù)背景
目前在IXD TV電源的直流-直流變換器中，LLC的諧振電源應(yīng)用廣泛，LLC拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)的諧振電源具有很多優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)從零到滿負(fù)載都可以保證初級(jí)開(kāi)關(guān)切換管 工作在零電壓開(kāi)通狀態(tài)，次級(jí)整流管工作在零電流開(kāi)通狀態(tài)；(3)高效率；(4)次級(jí)整流管 的電壓應(yīng)力較低，為輸出電壓的兩倍。但是也有一個(gè)問(wèn)題，就是過(guò)電流保護(hù)不易設(shè)計(jì)，在過(guò) 負(fù)載及輸出短路的條件下，初級(jí)開(kāi)關(guān)管及次級(jí)整流管都受到較大的電流應(yīng)力。
目前各IC廠家采取的過(guò)電流保護(hù)策略都是在檢測(cè)到過(guò)電流或過(guò)載后，將電源的 工作頻率上升，遠(yuǎn)離諧振頻率點(diǎn)，使變換器工作在其電壓增益值較低的位置，以達(dá)到限制負(fù) 載電流的目的。
由于LLC諧振變換器具有兩個(gè)諧振頻率，并聯(lián)諧振點(diǎn)和串聯(lián)諧振點(diǎn)。并聯(lián)諧振頻 率點(diǎn)是負(fù)載呈容性和感性的分界點(diǎn)；串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)處，效率最高。正常工作時(shí)，為了保證 開(kāi)關(guān)管工作在零電壓開(kāi)通狀態(tài)，工作頻率高于并聯(lián)諧振點(diǎn)，一般設(shè)定在串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)附 近，而當(dāng)工作頻率高于串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)以后，其變換器輸出對(duì)輸入的電壓增益曲線較為平 坦，變化緩慢。當(dāng)負(fù)載過(guò)電流時(shí)，要達(dá)到限制電流的目的，需要將工作頻率調(diào)整到很高的頻 率處；在短路狀態(tài)下，有時(shí)將工作頻率調(diào)到2 3倍的正常工作頻率才能將電流限制在一個(gè) 相對(duì)還可以接受的范圍內(nèi)。這種過(guò)電流保護(hù)機(jī)制存在著以下缺點(diǎn)(1)保護(hù)電路工作時(shí)，工 作頻率變化太大，且在短路時(shí)要求頻率變化足夠快才能達(dá)到目的，否則各開(kāi)關(guān)器件將受到 較大的電流應(yīng)力，可能引起失效。(2)當(dāng)短路時(shí)，各開(kāi)關(guān)器件的電流最大，而此時(shí)保護(hù)電路 又使工作頻率上升，所以初級(jí)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷損耗急劇上升，致致使開(kāi)關(guān)器件的瞬間熱應(yīng)力 急劇增大。(3)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，頻率增加到正常工作頻率的2 3倍，電流過(guò)載且要正常工 作，所以變壓器的體積會(huì)較大。
具體的如圖1所示，圖1是傳統(tǒng)LLC變換器電壓增益曲線圖，圖中有兩個(gè)諧振頻 率f0° :=2^'VCFWTTFT ；· = 21^'^ (其中眾=LLC諧振變換器的諧振電容； Lm 諧振變壓器的勵(lì)磁電感；Lr 諧振變壓器的漏感；f00 :LLC并聯(lián)諧振頻率點(diǎn)；f01 =LLC串 聯(lián)諧振頻率點(diǎn))從圖中可以看出，在頻率高于串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)f01之后，其電壓增益變化緩 慢。而在過(guò)載或短路條件下，為了對(duì)過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)，必需將電源工作頻率往上升，使變換 器的增益下降，達(dá)到過(guò)電流保護(hù)的目的。從該圖示我們可以看出，在一定的負(fù)載下，要達(dá)到 比較低的電壓增益，需要將工作頻率調(diào)整到很高的值。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，有效提高諧振電源過(guò)電 流保護(hù)的能力，降低諧振電源的功率器件在過(guò)流及短路時(shí)的瞬間電流應(yīng)力。
本發(fā)明的新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，包括諧振電源的LLC諧振變壓器和LLC 諧振電容，其特征在于在所述LLC諧振變壓器和LLC諧振電容之間串接一 LC陷波器。
上述的陷波器的陷波頻點(diǎn)設(shè)定在所述諧振電源的LLC諧振變換器工作頻率的兩 倍處。
上述串接的LC陷波器還附帶一串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)，該頻率點(diǎn)設(shè)定在三倍的諧振電 源的LLC諧振變換器工作頻率的三倍處。
本發(fā)明一實(shí)施例中，還進(jìn)一步包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、LLC諧振變換器以及 反饋電路；所述第一開(kāi)關(guān)管的源極和第二開(kāi)關(guān)管的漏極與所述LLC諧振變壓器的初級(jí)第一 端連接；所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極接母線電壓，所述的第二開(kāi)關(guān)管的源極接地；所述的第一 開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的柵極分別與LLC諧振變換器的控制器的上橋臂驅(qū)動(dòng)端和下橋臂驅(qū) 動(dòng)端連接；所述的反饋電路與所述控制器連接，用于反饋LLC諧振變壓器輸出端電壓。
本發(fā)明在傳統(tǒng)的LLC諧振回路中增加一個(gè)陷波器，將陷波器的陷波頻點(diǎn)設(shè)置在兩 倍的工作頻率處，當(dāng)過(guò)載或短路時(shí)，變換器的工作頻率只要從正常工作頻率到兩倍的正常 工作頻率之間變化，其電壓增益就可以從1變化到0。所以只要變化相對(duì)小的多的頻率，就 可以達(dá)到過(guò)電流保護(hù)的目的。從而達(dá)到快速有效的過(guò)載，短路保護(hù)的目的。


圖1是傳統(tǒng)LLC變換器電壓增益曲線圖；本圖例中增益函數(shù)為fein(f，r)，各函 數(shù)用不同的線條區(qū)分，是將變壓器二次側(cè)輸出等效到初級(jí)后對(duì)輸入的增益函數(shù)。其中f為 相應(yīng)的工作頻率，即圖示中的X軸；r是負(fù)載電阻，單位是歐姆。圖示中畫(huà)出負(fù)載電阻分別 為0. 1歐姆、0. 5歐姆、1歐姆、2歐姆、3歐姆、5歐姆時(shí)的增益曲線。
圖2是本發(fā)明的電路連接示意圖。
圖3是本發(fā)明的LLC變換器電壓增益曲線圖；本圖例中增益函數(shù)為Kain(f，r)， 各函數(shù)用不同的線條區(qū)分，是將變壓器二次側(cè)輸出等效到初級(jí)后對(duì)輸入的增益函數(shù)。其中 f為相應(yīng)的工作頻率，即圖示中的X軸；r是負(fù)載電阻，單位是歐姆。圖示中畫(huà)出負(fù)載電阻分 別為0. 1歐姆、0. 5歐姆、1歐姆、2歐姆、3歐姆、5歐姆時(shí)的增益曲線。
圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的諧振電源的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明提供一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，包括諧振電源的LLC諧振變壓器 T970和LLC諧振電容C980，其特征在于在所述LLC諧振變壓器和LLC諧振電容之間串接 一 LC陷波器。該LC陷波器包括電感L973和電容C996。
如圖2所示，本發(fā)明進(jìn)一步包括第一開(kāi)關(guān)管Q970、第二開(kāi)關(guān)管Q971、LLC諧振變換 器以及反饋電路；所述第一開(kāi)關(guān)管的源極和第二開(kāi)關(guān)管的漏極與所述LLC諧振變壓器的初 級(jí)第一端連接；所述第一開(kāi)關(guān)管Q970的漏極接母線電壓，所述的第二開(kāi)關(guān)管Q971的源極接 地；所述的第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的柵極分別與LLC諧振變換器的控制器的上橋臂驅(qū)動(dòng) 端和下橋臂驅(qū)動(dòng)端連接；所述的反饋電路與所述控制器連接，用于反饋LLC諧振變壓器輸 出端電壓。
下面結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的效果及原理進(jìn)行進(jìn)一步解釋說(shuō)明，從增益曲線圖示 中我們可以看出有4個(gè)諧振點(diǎn)，分別描述如下
權(quán)利要求
1.一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，包括諧振電源的LLC諧振變壓器和LLC諧振電 容，其特征在于在所述LLC諧振變壓器和LLC諧振電容之間串接一 LC陷波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于所述的陷波器 的陷波頻點(diǎn)設(shè)定在所述諧振電源的LLC諧振變換器工作頻率的兩倍處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于串接的LC陷波 器還附帶一串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)，該頻率點(diǎn)設(shè)定在三倍的諧振電源的LLC諧振變換器工作頻率 的三倍處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于進(jìn)一步包括第 一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、LLC諧振變換器以及反饋電路；所述第一開(kāi)關(guān)管的源極和第二開(kāi)關(guān) 管的漏極與所述LLC諧振變壓器的初級(jí)第一端連接；所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極接母線電壓， 所述的第二開(kāi)關(guān)管的源極接地；所述的第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的柵極分別與LLC諧振變 換器的控制器的上橋臂驅(qū)動(dòng)端和下橋臂驅(qū)動(dòng)端連接；所述的反饋電路與所述控制器連接， 用于反饋LLC諧振變壓器輸出端電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的諧振電源過(guò)流保護(hù)電路，包括諧振電源的LLC諧振變壓器和LLC諧振電容，其特征在于在所述LLC諧振變壓器和LLC諧振電容之間串接一LC陷波器。本發(fā)明能有效提高諧振電源過(guò)電流保護(hù)的能力，降低諧振電源的功率器件在過(guò)流及短路時(shí)的瞬間電流應(yīng)力，提高產(chǎn)品的信賴性。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102035363SQ20111000805
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月15日
發(fā)明者王星光 申請(qǐng)人:福建捷聯(lián)電子有限公司