一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)的制作方法
【專利摘要】一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，包括：MOS管Q1、MOS管Q2、電容Cr、電容C2、變壓器T1、電感Lr、二極管D1、二極管D2，所述MOS管Q1上設(shè)有Vg1接入端、Vin接入端，MOS管Q2上設(shè)有Vg2接入端，MOS管Q2、電感Lr、電容Cr、變壓器T1一次側(cè)串聯(lián)連接，變壓器T1一次側(cè)與MOS管Q2之間接入初級地GND，MOS管Q1接入在MOS管Q2與電容Cr之間；所述變壓器T1二次側(cè)與二極管D1、二極管D2串聯(lián)連接，電容C2與二極管D1并聯(lián)連接，電容C2一側(cè)接有輸出端V0，另一側(cè)接入次級地SG。本實(shí)用新型跟傳統(tǒng)的諧振電路相比，有更高的效率，更小的開關(guān)管應(yīng)力，減小EMI干擾，電路簡單，容易實(shí)現(xiàn)；可以用在大中功率LED驅(qū)動電源，工業(yè)開關(guān)電源，大功率充電器上，能達(dá)到節(jié)能環(huán)保、降低成本的效果。
【專利說明】一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開關(guān)領(lǐng)域，具體為一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的PWM斬波變換器，其功率元件工作于硬開關(guān)模式下，開關(guān)損耗大，效率低，難以通過高頻化實(shí)現(xiàn)功率密度的提升，同時EM工特性較差，需要增加了很多濾波抑制單元，既增加了成本，也降低了效率。
[0003]諧振變換器利用諧振電路為功率元件創(chuàng)造了軟開關(guān)條件，降低了開關(guān)損耗。諧振變換器中以三元件LLC電流諧振變換器最為典型，應(yīng)用最為普遍；相比于其它軟開關(guān)變換器，LLC變換器可以在整個負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)原邊MOSFET的零電壓開通和副邊二極管的零電流關(guān)斷。這既降低了開關(guān)損耗，提高了效率，便于高頻化，提高功率密度，同時也降低了元器件應(yīng)力，減小了 EMI。
[0004]LLC變換器的缺點(diǎn):由于LLC只有在諧振頻率附近工作效率最優(yōu)，因此往往將額定工作點(diǎn)設(shè)置在諧振頻率點(diǎn)附近，當(dāng)輸入電壓降低或輸出電壓增大時，通過降低工作頻率來獲得較大的增益；當(dāng)輸入電壓增大或輸出電壓降低時，通過提高工作頻率來獲得較低的增益。但在諧振頻率之上，頻率對增益調(diào)節(jié)能力不夠，調(diào)節(jié)范圍較窄，即使能夠調(diào)節(jié)，工作頻率范圍也會非常寬。因此，LLC變換器不適合寬電壓范圍應(yīng)用，包括寬輸入電壓范圍和寬輸出電壓范圍。這在很大程度上限制了 LLC軟開關(guān)變換器的應(yīng)用。在許多需要寬電壓范圍應(yīng)用的場合，現(xiàn)有LLC變換器難以獲得較好地應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，包括:M0S管Q1、M0S管Q2、電容Cr、電容C2、變壓器Tl、電感Lr、二極管D1、二極管D2，所述MOS管Ql上設(shè)有Vgl接入端、Vin接入端，MOS管Q2上設(shè)有Vg2接入端，MOS管Q2、電感Lr、電容Cr、變壓器Tl 一次側(cè)串聯(lián)連接，變壓器Tl 一次側(cè)與MOS管Q2之間接入初級地GND，MOS管Ql接入在MOS管Q2與電容Cr之間；所述變壓器Tl 二次側(cè)與二極管D1、二極管D2串聯(lián)連接，電容C2與二極管Dl并聯(lián)連接，電容C2 —側(cè)接有輸出端V0，另一側(cè)接入次級地SG。
[0007]所述電容Cr與MOS管Ql接入點(diǎn)之間設(shè)有接點(diǎn)a。
[0008]所述電感Lr與變壓器Tl 一次側(cè)之間設(shè)有接入點(diǎn)b。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型跟傳統(tǒng)的諧振電路相比，有更高的效率，更小的開關(guān)管應(yīng)力，減小EMI干擾，電路簡單，容易實(shí)現(xiàn)；可以用在大中功率(50W-1000W) LED驅(qū)動電源，工業(yè)開關(guān)電源，大功率充電器上，能達(dá)到節(jié)能環(huán)保、降低成本的效果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0012]如圖1所示，一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，包括:M0S管Q1、M0S管Q2、電容Cr、電容C2、變壓器Tl、電感Lr、二極管D1、二極管D2，所述MOS管Ql上設(shè)有Vgl接入端、Vin接入端，MOS管Q2上設(shè)有Vg2接入端，MOS管Q2、電感Lr、電容Cr、變壓器Tl 一次側(cè)串聯(lián)連接，變壓器Tl 一次側(cè)與MOS管Q2之間接入初級地GND，MOS管Ql接入在MOS管Q2與電容Cr之間；所述變壓器Tl 二次側(cè)與二極管D1、二極管D2串聯(lián)連接，電容C2與二極管Dl并聯(lián)連接，電容C2 —側(cè)接有輸出端V0，另一側(cè)接入次級地SG。
[0013]所述電容Cr與MOS管Ql接入點(diǎn)之間設(shè)有接點(diǎn)a。
[0014]所述電感Lr與變壓器Tl 一次側(cè)之間設(shè)有接入點(diǎn)b。
[0015]傳統(tǒng)的諧振半橋(LLC)不能做到完全的零電流關(guān)斷；設(shè)定最大開關(guān)頻率為fm<\l(2K^Lr*Cr)，最低頻率為l/2fm，當(dāng)開關(guān)頻率小于l/2fm時，系統(tǒng)進(jìn)入PWM模式，當(dāng)開關(guān)頻率大于l/2fm小于fm時，系統(tǒng)進(jìn)入PFM模式，在PFM模式中，有設(shè)定的固定的導(dǎo)通時間Ton，并且MOS管Ql、MOS管Q2的導(dǎo)通時間Ton≤l/2fm，兩開關(guān)管MOS管Ql、MOS管Q2為零電流開通，次級開關(guān)管也為零電流導(dǎo)通，則此電路為完全的諧振電路，則變壓器的傳輸功率P = CrVin2f,當(dāng)負(fù)載變大時，電容Cr、電感Lr不變，則頻率f變大，使輸出電壓不變，維持輸出恒壓。在最大的負(fù)`載時頻率時等于/m = I/(ln^Lr^Cr)，當(dāng)負(fù)載減小時，開關(guān)頻率f也減小，并且開關(guān)頻率在fm到l/2fm之間變化，LC諧振頻率不變，所以在負(fù)載減小開關(guān)頻率由fm變?yōu)閘/2fm期間，MOS管Q1、M0S管Q2也是在零電流開通和截止，次級整流二極管Dl、 管D2也是在零電流開關(guān)狀態(tài)，從而大大減小了初次級開關(guān)管和整流管的損耗，提聞?wù)麢C(jī)的效率。
[0016]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，包括:MOS管Q1、M0S管Q2、電容Cr、電容C2、變壓器Tl、電感Lr、二極管Dl、二極管D2，其特征在于:所述MOS管Ql上設(shè)有Vgl接入端、Vin接入端，MOS管Q2上設(shè)有Vg2接入端，MOS管Q2、電感Lr、電容Cr、變壓器Tl 一次側(cè)串聯(lián)連接，變壓器Tl 一次側(cè)與MOS管Q2之間接入初級地GND，MOS管Ql接入在MOS管Q2與電容Cr之間；所述變壓器Tl 二次側(cè)與二極管D1、二極管D2串聯(lián)連接，電容C2與二極管Dl并聯(lián)連接，電容C2 —側(cè)接有輸出端V0，另一側(cè)接入次級地SG。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，其特征在于:所述電容Cr與MOS管Ql接入點(diǎn)之間設(shè)有接點(diǎn)a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定導(dǎo)通時間的諧振軟開關(guān)，其特征在于:所述電感Lr與變壓器Tl 一次側(cè)之間設(shè)有接入點(diǎn)b。
【文檔編號】H02M3/335GK203617878SQ201320413061
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】葉國華 申請人:深圳市威納源電子有限公司