Llc諧振式電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換電路，特別涉及一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 參見圖1所示，現(xiàn)有一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器1主要包括串聯(lián)的一第一功率開 關(guān)Sl及一第二功率開關(guān)S2,兩者與一直流電源10電耦接，以接受一輸入電壓Vdc輸入，并 受一控制器11控制輪流切換導(dǎo)通。一 LLC諧振電路12電耦接在第二功率開關(guān)S2與一變 壓器T的初級側(cè)線圈Lp之間。且變壓器T的次級側(cè)線圈Ls電耦接一整流濾波電路12,用 以對次級側(cè)線圈Ls感應(yīng)的電壓整流濾波，以提供一輸出電壓Vo。
[0003] LLC諧振電路12由一諧振電容Cr、變壓器T的初級側(cè)線圈Lp的一漏電感Lr，以及 一激磁電感Lm組成。因此LLC諧振電路12的諧振頻率決定于激磁電感Lm、漏電感Lr與諧 振電容Cr。亦即，其諧振頻率fs的操作范圍為第一諧振頻率LX，第二諧振頻率f； 2,其 中第一諧振頻率L由漏電感Lr與諧振電容Cr決定，第二諧振頻率f；2由激磁電感Lmdf 電感Lr與諧振電容Cr決定。其公式如下：
[0005] 因此，設(shè)若激磁電感Lm為300 μ H、漏電感Lr為75 μ H，諧振電容Cr為27nF，輸入 電壓Vdc為高電壓，例如367V時，可以求得諧振頻率fs約為110. 3KHz，且如圖2所示可知， 此時的諧振電流波形接近正弦波，且電流值較小，導(dǎo)通損失較小，因此轉(zhuǎn)換效率較高（輸出 功率 62. 5W/ 輸入功率 69. IW = 90. 45% )。
[0006] 然而當(dāng)輸入電壓Vdc為低電壓，例如126V時，如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)諧振頻率fs 將降低至約為63. 48KHz，此時，諧振電流波形為有缺口的正弦波，且電流值較大，導(dǎo)通損失 較大，因此轉(zhuǎn)換效率變差（輸出功率62. 5W/輸入功率73. 3W = 85. 2% )。
[0007] 且由上列公式可知，減少諧振電容Cr的電容值，可以提高諧振頻率fs，進(jìn)而改善 低輸入電壓時的轉(zhuǎn)換效率。但是，當(dāng)為了提高諧振頻率fs，而將諧振電容Cr的電容值減少， 例如改為15nF時，當(dāng)輸入電壓Vdc為高電壓，例如367V時，如圖4所示，諧振頻率fs將由 110. 3KHz提高到158. 6KHz，此時可以看出轉(zhuǎn)換效率（輸出功率62. 5W/輸入功率68. 5W = 91. 24% )雖有提升，但由于電路操作頻率高于150KHz，如此太過高頻的動作會影響電路的 穩(wěn)定度，容易導(dǎo)致電路誤動作，并增加電磁干擾（EMI)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的即在于提供一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器，其能有效提升低電 壓輸入的轉(zhuǎn)換效率，并確保高電壓輸入時不致工作頻率過高，以防止電路誤動作及產(chǎn)生電 磁干擾。
[0009] 于是，本發(fā)明一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器，一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器，用以將來 自一直流電壓源的一輸入電壓轉(zhuǎn)換成固定的一輸出電壓，其中該輸入電壓在一第一電壓范 圍內(nèi)或在一大于該第一電壓范圍的第二電壓范圍內(nèi)；該LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器包括一第 一功率開關(guān)、一與該第一功率開關(guān)串聯(lián)連接的第二功率開關(guān)，一包含一初級側(cè)線圈及一次 級側(cè)線圈的變壓器，一與該次級側(cè)線圈電耦接的整流濾波電路，一電耦接在該第二功率開 關(guān)與該變壓器的該初級側(cè)線圈之間的LLC諧振電路，其包括串聯(lián)連接的一諧振電感、一激 磁電感及一可調(diào)電容，其中該可調(diào)電容能受控制而調(diào)整為具有一第一電容值或一第二電容 值，且該第一電容值小于該第二電容值；以及一控制器，其控制該第一功率開關(guān)及該第二功 率開關(guān)輪流切換導(dǎo)通，并與該直流電壓源及該可調(diào)電容電耦接，該控制器判斷該輸入電壓 是在該第一電壓范圍內(nèi)時，其控制該可調(diào)電容調(diào)整為具有該第一電容值，且該控制器判斷 該輸入電壓是在該第二電壓范圍內(nèi)時，控制該可調(diào)電容調(diào)整為具有該第二電容值。
[0010] 較佳地，該可調(diào)電容包括一與該諧振電感及該激磁電感串聯(lián)的第一電容，以及一 第二電容，該控制器判斷該輸入電壓是在該第一電壓范圍內(nèi)時，其控制該第一電容不與該 第二電容并聯(lián)，使該可調(diào)電容具有該第一電容值，且該控制器判斷該輸入電壓是在該第二 電壓范圍內(nèi)時，其控制該第一電容與該第二電容并聯(lián)，使該可調(diào)電容具有該第二電容值。 [0011] 較佳地，該LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器還包括一輸入電壓偵測電路，其包含一或多個 串聯(lián)的電阻，且該電阻或該多個串聯(lián)的電阻中最上端的該電阻的一端與該直流電壓源的正 極電耦接，且該控制器的一電壓偵測接腳電耦接該電阻以取得該電阻上的一壓降或一分壓 壓降，并根據(jù)該壓降或該分壓壓降判斷該直流電壓源的該輸入電壓是在該第一電壓范圍內(nèi) 還是在該第二電壓范圍內(nèi)。
[0012] 較佳地，該諧振電感是該變壓器的該初級側(cè)線圈的一漏電感，或者，該諧振電感包 括該變壓器的該初級側(cè)線圈的一漏電感及一與該漏電感電連接的電感。
[0013] 此外，本發(fā)明另一種LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器，用以將來自一直流電壓源的一輸入 電壓轉(zhuǎn)換成固定的一輸出電壓，并包括一第一功率開關(guān)、一與該第一功率開關(guān)串聯(lián)連接的 第二功率開關(guān)，一包含一初級側(cè)線圈及一次級側(cè)線圈的變壓器，一電耦接在該第二功率開 關(guān)與該變壓器的該初級側(cè)線圈之間的LLC諧振電路，其包括串聯(lián)連接的一諧振電感、一激 磁電感及一可調(diào)電容；以及一控制器，其控制該第一功率開關(guān)及該第二功率開關(guān)輪流切換 導(dǎo)通，并與該直流電壓源及該可調(diào)電容電耦接，且該控制器根據(jù)該輸入電壓的電平，對應(yīng)控 制該可調(diào)電容的電容值，以在該輸入電壓上升時，調(diào)高該可調(diào)電容的電容值，并在該輸入電 壓下降時，降低該可調(diào)電容的電容值。
[0014] 較佳地，該可調(diào)電容包括電容值各不相同的一第一電容、一第二電容及一第三電 容，且該控制器根據(jù)該輸入電壓的電平大小，控制該可調(diào)電容為該第一電容、該第二電容及 該第三電容其中之一或者為該第一電容、該第二電容及該第三電容其中的至少二個并聯(lián)， 使該可調(diào)電容的電容值對應(yīng)該輸入電壓的大小增加或減少。
[0015] 較佳地，該LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器還包括一輸入電壓偵測電路，其包含一或多個 串聯(lián)的電阻，且該電阻或該多個串聯(lián)的電阻中最上端的該電阻的一端與該直流電壓源的正 極電耦接，且該控制器的一電壓偵測接腳電耦接該電阻以取得該電阻上的一壓降或一分壓 壓降，并根據(jù)該壓降或該分壓壓降判斷該直流電壓源的電平大小。
[0016] 較佳地，該諧振電感是該變壓器的該初級側(cè)線圈的一漏電感，或者該諧振電感包 括該變壓器的該初級側(cè)線圈的一漏電感及一與該漏電感電連接的電感。
[0017] 本發(fā)明通過控制器根據(jù)輸入電壓的大小，對應(yīng)調(diào)整LLC諧振電路的可調(diào)電容的電 容值，以適時調(diào)整LLC諧振電路的諧振頻率，使LLC諧振電路在低電壓輸入時，工作在較高 的諧振頻率，以適時提升LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器在低電壓輸入時的轉(zhuǎn)換效率，并使LLC諧振 電路在高電壓輸入時，工作在較低的諧振頻率，使LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器除了保持較佳的 轉(zhuǎn)換效率外，亦避免因操作頻率太高而導(dǎo)致電路誤動作及電磁干擾問題，確實實現(xiàn)了本發(fā) 明的功效與目的。
【附圖說明】
[0018] 本發(fā)明的其他的特征及功效，將于參照圖式的實施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：
[0019] 圖1是現(xiàn)有LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器的主要電路圖；
[0020] 圖2是現(xiàn)有LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器在高電壓輸入時，產(chǎn)生的諧振電流波形圖；
[0021] 圖3是現(xiàn)有LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器在低電壓輸入時，產(chǎn)生的諧振電流波形圖；
[0022] 圖4是現(xiàn)有LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器在高電壓輸入且諧振電容的電容值減少時，產(chǎn) 生的諧振電流波形圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器的第一較佳實施例的主要電路圖；
[0024] 圖6是本發(fā)明第一實施例在低電壓輸入時，產(chǎn)生的諧振電流波形圖；及
[0025] 圖7是本發(fā)明LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器的第二較佳實施例的主要電路圖。
[0026] 附圖標(biāo)記說明：
[0027] 2、2' LLC諧振式電源轉(zhuǎn)換器
[0028]