本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多級LLC諧振變換器電路。

背景技術(shù)：

LLC諧振變換電路因其原邊開關(guān)管寬范圍可實(shí)現(xiàn)零電壓開通（ZVS），副邊整流管可實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷（ZCS），輸出增益可通過諧振參數(shù)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用在直流變換領(lǐng)域中。單級LLC電路因受器件、工藝、成本等因素的影響，制約了其在高輸入電壓、高輸出電壓、大功率輸出等場合的應(yīng)用。將多個(gè)單級LLC電路通過串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等方式，方便實(shí)現(xiàn)LLC電路在高輸入電壓、高輸出電壓、大功率輸出等場合的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為了技術(shù)研究熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種多級LLC諧振變換器電路, 該諧振變換器具有高輸入電壓，大功率輸出，電壓穩(wěn)定可控，工作效率高，體積小等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種多級LLC諧振變換器電路，包括相互并聯(lián)的第一諧振電路和第二諧振電路；所述第一諧振電路的原邊包括兩并聯(lián)的第二電感L2和第三電感L3，所述諧振電路的副邊包括兩串聯(lián)的第四電感L4和第五電感L5，所述第二電感L2和所述第三電感L3的一連接點(diǎn)與第一電感L1的一端連接，所述第一電感L1的另一端與第五電容C5的一端連接；

所述第二諧振電路的原邊包括兩并聯(lián)的第九電感L9和第十電感L10，所述諧振電路的副邊包括兩串聯(lián)的第十一電感L11和第十二電感L12，所述第十一電感L11和所述第十二電感L12的一連接點(diǎn)與第八電感L8的一端連接，所述第八電感L8的另一端與第十電容C10的一端連接。

作為優(yōu)選，所述第四電感L4的自由端與第六電感L6的一端連接，所述第六電感L6的另一端與第一二極管D1的正極連接；所述第五電感L5的自由端與第七電感L7的一端連接，所述第七電感L7的另一端與第二二極管D2的正極連接，所述第一二極管D1的負(fù)極與所述第二二極管D2的負(fù)極連接。

作為優(yōu)選，所述第十一電感L11的自由端與第十三電感L13的一端連接，所述第十三電感L13的另一端與第六二極管D6的正極連接；所述第十二電感L12的自由端與第十四電感L14的一端連接，所述第十四電感L14的另一端與第七二極管D7的正極連接，所述第六二極管D6的負(fù)極與所述第七二極管D7的負(fù)極連接。

作為優(yōu)選，所述諧振變換器電路還包括兩個(gè)分別與所述第一諧振電路和所述第二諧振電路連接且結(jié)構(gòu)相同的電壓控制電路，每一所述電壓控制電路包括FSFR2100芯片，所述FSFR2100芯片集成了600V高壓控制IC和兩個(gè)600V的 MOSFET；所述FSFR2100芯片的RT端口分別連接第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3的一端，所述第一電阻R1的另一端分別連接光敏三極管Q1、第二電容C2的一端、以及所述FSFR2100芯片的CON端口，所述光敏三極管Q1以及所述第二電容C2的另一端共同接地，所述第二電阻R2的另一端接地，所述第三電阻R3的另一端接第九電解電容C9的正極，所述第九電解電容C9的負(fù)極接地；輸入電壓的正負(fù)極之間連接有第一電解電容C1；所述FSFR2100芯片的VCTR端口與所述第二電感L2和所述第三電感L3的另一連接點(diǎn)或與所述第十一電感L11和所述第十二電感L12的另一連接點(diǎn)連接；輸入電壓的正極、以及FSFR2100芯片的VDL端口與所述第五電容C5的另一端或與所述第十電容C10的另一端連接。

作為優(yōu)選，所述FSFR2100芯片的CS端口分別連接第四電阻R4、第三電容C3的一端，所述第四電阻R4的另一端分別連接輸入電壓的負(fù)極、以及第五電阻R5的一端，所述第五電阻R5另一端分別連接FSFR2100芯片的SG端口、FSFR2100芯片的PG端口、以及接地，所述第三電容C3的另一端接地。

作為優(yōu)選，所述FSFR2100芯片的HVCC端口與所述FSFR2100芯片的VCTR端口之間連接有第四電容C4；所述FSFR2100芯片的LVCC端口分別與第六電解電容C6的正極、以及第六電阻R6的一端連接，所述第六電解電容C6的負(fù)極接地，第六電阻R6的另一端接第五二極管D5的正極，所述第五二極管D5的負(fù)極接所述FSFR2100芯片的HVCC端口。

作為優(yōu)選，所述諧振變換器電路還包括整流電路，所述整流電路包括與輸出電壓正負(fù)極并聯(lián)的第七電解電容C7，與輸出電壓正極分別連接的第七電阻R7、第八電阻R8的一端，所述第七電阻R7的另一端與穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接，所述第八電阻R8的另一端與光敏二極管D4的正極連接，所述光敏二極管D4的負(fù)極與所述穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接；所述輸出電壓負(fù)極依次連接第九電阻R9和第十一電阻R11，所述第九電阻R9與所述第十一電阻R11電阻之間與所述穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接；輸出電壓的負(fù)極與第四電感L4和第五電感L5連接點(diǎn)連接，輸出電壓的正極與第一二極管D1的負(fù)極連接。

本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型采用的諧振變換器具有高輸入電壓，大功率輸出，電壓穩(wěn)定可控，工作效率高，體積小等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種多級LLC諧振變換器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中電壓控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示，一種多級LLC諧振變換器電路，包括電壓控制電路，諧振電路和整流電路。

所述諧振電路包括相互并聯(lián)的第一諧振電路和第二諧振電路。所述第一諧振電路的原邊包括兩并聯(lián)的第二電感L2和第三電感L3，所述諧振電路的副邊包括兩串聯(lián)的第四電感L4和第五電感L5，所述第二電感L2和所述第三電感L3的一連接點(diǎn)與第一電感L1的一端連接，所述第一電感L1的另一端與第五電容C5的一端連接。所述第四電感L4的自由端與第六電感L6的一端連接，所述第六電感L6的另一端與第一二極管D1的正極連接；所述第五電感L5的自由端與第七電感L7的一端連接，所述第七電感L7的另一端與第二二極管D2的正極連接，所述第一二極管D1的負(fù)極與所述第二二極管D2的負(fù)極連接。

所述第二諧振電路的原邊包括兩并聯(lián)的第九電感L9和第十電感L10，所述諧振電路的副邊包括兩串聯(lián)的第十一電感L11和第十二電感L12，所述第十一電感L11和所述第十二電感L12的一連接點(diǎn)與第八電感L8的一端連接，所述第八電感L8的另一端與第十電容C10的一端連接。所述第十一電感L11的自由端與第十三電感L13的一端連接，所述第十三電感L13的另一端與第六二極管D6的正極連接；所述第十二電感L12的自由端與第十四電感L14的一端連接，所述第十四電感L14的另一端與第七二極管D7的正極連接，所述第六二極管D6的負(fù)極與所述第七二極管D7的負(fù)極連接。通過并聯(lián)多級諧振電路可提高LLC諧振變換器電路的整體輸入電壓和整體輸出功率。

第一諧振電路和第二諧振電路完全一致，忽略兩級LLC諧振變換電路參數(shù)差異，假設(shè)兩個(gè)輸入供電電壓相等，兩級LLC諧振變換電路同頻同相位工作，則第一諧振電路工作狀態(tài)應(yīng)該與第二諧振電路的工作狀態(tài)完全一致，通過兩個(gè)諧振電路可以提高整體的輸入電壓，并使輸出功率提高。

所述諧振變換器電路還包括兩個(gè)分別與所述第一諧振電路和所述第二諧振電路連接且結(jié)構(gòu)相同的電壓控制電路，每一所述電壓控制電路包括FSFR2100芯片，所述FSFR2100芯片集成了600V高壓控制IC和兩個(gè)600V的 MOSFET；所述FSFR2100芯片的RT端口分別連接第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3的一端，所述第一電阻R1的另一端分別連接光敏三極管Q1、第二電容C2的一端、以及所述FSFR2100芯片的CON端口，所述光敏三極管Q1以及所述第二電容C2的另一端共同接地，所述第二電阻R2的另一端接地，所述第三電阻R3的另一端接第九電解電容C9的正極，所述第九電解電容C9的負(fù)極接地。輸入電壓的正負(fù)極之間連接有第一電解電容C1。所述FSFR2100芯片的VCTR端口與所述第二電感L2和所述第三電感L3的另一連接點(diǎn)或與所述第十一電感L11和所述第十二電感L12的另一連接點(diǎn)連接；輸入電壓的正極、以及FSFR2100芯片的VDL端口與所述第五電容C5的另一端或與所述第十電容C10的另一端連接。

所述整流電路包括與輸出電壓正負(fù)極并聯(lián)的第七電解電容C7，與輸出電壓正極分別連接的第七電阻R7、第八電阻R8的一端，所述第七電阻R7的另一端與穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接，所述第八電阻R8的另一端與光敏二極管D4的正極連接，所述光敏二極管D4的負(fù)極與所述穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接；所述輸出電壓負(fù)極依次連接第九電阻R9和第十一電阻R11，所述第九電阻R9與所述第十一電阻R11電阻之間與所述穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極連接；輸出電壓的負(fù)極與第四電感L4和第五電感L5連接點(diǎn)連接，輸出電壓的正極與第一二極管D1的負(fù)極連接。

第六電阻R6，第五二極管D5和第四電容C4構(gòu)成內(nèi)部驅(qū)動高端MOSFET所需的自舉式電路，可以利用第五電阻R5，第四電阻R4和第三電容C3來感測電流，以檢測正常和非正常過流情況。輸入電壓由PFC級提供。正常過流保護(hù)電路有1.5微秒的延時(shí)，而非正常過流保護(hù)電路延時(shí)為50納秒。非正常過流保護(hù)電路可迅速檢測出嚴(yán)重的故障，例如輸出二極管短路。過流保護(hù)容忍激活之前輸出端的暫時(shí)過載，時(shí)間由FSFR2100芯片的CON端口上的第二電容C2決定。

FSFR2100芯片的CON端口還可控制LLC控制器的開和關(guān)。FSFR2100帶有突發(fā)模式，該模式會先有一連串的諧振活動發(fā)生，然后就有一段無開關(guān)期，這樣可以提高輕載條件下的效率。CON端口控制用于進(jìn)一步提升帶有輔助電源電路的待機(jī)性能。如果沒有輔助電源，器件便由一個(gè)輔助線圈供電。當(dāng)LVCC端口電壓過大時(shí)，過壓保護(hù)電路會關(guān)斷器件。在器件由輔助線圈供電的應(yīng)用中，它可用作輸出過壓保護(hù)電路。

穩(wěn)壓二極管D3周圍的電路是誤差放大器和光耦合電路，這些電路將反饋回初級端。如果輸出電壓增加，超過所希望的參考值，系統(tǒng)的增益必須減小。這可以通過增大FSFR2100芯片RT端口的電流，提高工作頻率來實(shí)現(xiàn)。如果光耦合晶體管導(dǎo)通，頻率就會增加，甚至一直達(dá)到由第一電阻R1與第二電阻R2決定的最大頻率，這情況一般發(fā)生在輸出電壓超過參考值時(shí)。增益的減小最終導(dǎo)致輸出電壓降低到所需的參考級，因而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)工作。

軟啟動能在啟動期間保持著低增益。從增益曲線可看出，這是在高頻下發(fā)生的，故軟啟動時(shí)需要高頻(一般是諧振頻率的2到3倍)。第三電阻R3，第九電解電容C9，再加上第二電阻R2，決定了軟啟動的性能。當(dāng)?shù)诰烹娊怆娙軨9充電時(shí)，第三電阻R3將吸取RT端口的電流，開 關(guān)頻率增大。當(dāng)?shù)诰烹娊怆娙軨9完全充電時(shí)，沒有電流流經(jīng)第三電阻R3，故電流由第二電阻R2決定。通過FSFR2100芯片可實(shí)現(xiàn)高達(dá)300kHz的工作頻率，支持軟啟動等功能。正常工作頻率在100kHz范圍。

上面所述的實(shí)施例僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。