用于諧振變換器的容性模式檢測電路及諧振變換器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電子電路，具體但不限于涉及用于諧振變換器的容性模式檢測電 路及諧振變換器。
【背景技術】
[0002] 圖1為現(xiàn)有的半橋LLC諧振變換器100的簡化示意圖。圖1中，諧振變換器100 包括逆變電路101、諧振網(wǎng)絡102、隔離變壓器T以及整流濾波電路103。逆變電路101采 用半橋結構，包括串聯(lián)連接在直流電壓源V IN兩端的高側(cè)開關管Ml和低側(cè)開關管M2,這兩 個開關管由一對互補并且占空比恒定為0. 5的控制信號來控制。通過交替驅(qū)動高側(cè)開關管 Ml和低側(cè)開關管M2,逆變電路101將直流電壓VIN轉(zhuǎn)換為方波電壓Vd。諧振網(wǎng)絡102接收 方波電壓Vd，通過輸出濾波電路103與負載耦接，為負載提供直流輸出電壓Vo。
[0003] 在現(xiàn)有技術中，諧振變換器采用原邊控制，常常通過流入諧振網(wǎng)絡102的原邊輸 入電流Ip和施加在諧振網(wǎng)絡102上方波電壓Vd的相位差來進行感性/容性模式的判斷。 圖2a和2b分別為諧振變換器100工作于感性和容性模式的關鍵波形圖。如圖2a所示，原 邊輸入電流Ip滯后于方波電壓Vd，諧振變換器100工作于感性模式，高側(cè)開關管Ml可以零 電壓開通。如圖2b所示，輸入電流Ip超前于方波電壓Vd，諧振變換器100工作于容性模 式，高側(cè)開關管Ml的體二極管在開關切換時發(fā)生反向恢復，引起較大的功率損耗。而且，這 樣的反向恢復過程較慢，可能使得高側(cè)開關管Ml與低側(cè)開關管M2直通，引起電流尖峰和開 關管故障問題。此外，電流尖峰還會引入嚴重的噪聲。為此，我們總是希望諧振變換器100 工作在感性模式，避免其工作于容性模式。然而，對于基于副邊控制的諧振變換器，則很難 采用上面所述的方法來進行感性/容性模式的判斷。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決前面描述的一個問題或者多個問題，本實用新型提出與現(xiàn)有技術不同的 用于諧振變換器的容性模式檢測電路及諧振變換器。
[0005] 根據(jù)本實用新型的一個方面，提出了一種諧振變換器，包括：逆變電路，具有輸入 端和輸出端，其中輸入端接收直流輸入電壓，逆變電路包括一對開關管，所述一對開關管由 第一控制信號和第二控制信號控制，逆變電路在其輸出端產(chǎn)生方波電壓；諧振網(wǎng)絡，具有輸 入端和輸出端，其中輸入端耦接至逆變電路的輸出端以接收方波電壓；隔離變壓器，具有原 邊繞組和副邊繞組，其中原邊繞組耦接至諧振網(wǎng)絡的輸出端，副邊繞組具有第一端和第二 端；整流濾波電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至隔離變壓器的副邊繞組，整流 濾波電路在其輸出端為負載提供直流輸出電壓；電壓檢測電路，具有第一輸入端、第二輸入 端、第一輸出端以及第二輸出端，其中第一輸入端耦接至副邊繞組，對副邊繞組的電壓進行 檢測，電壓檢測電路在第一輸出端產(chǎn)生與副邊繞組電壓有關的電壓檢測信號，第二輸入端 耦接至整流濾波電路的輸出端以接收輸出電壓，電壓檢測電路在第二輸出端產(chǎn)生與輸出電 壓有關的電壓檢測閾值；容性模式判斷電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中 第一輸入端和第二輸入端耦接至電壓檢測電路以分別接收電壓檢測信號和電壓檢測閾值， 容性模式判斷電路在所述一對開關管中任一開關管的關斷時刻將電壓檢測信號和電壓檢 測閾值相比較，基于比較結果，在其輸出端產(chǎn)生指示諧振變換器是否進入容性模式的模式 標識信號；以及工作頻率控制器，在其輸出端產(chǎn)生所述第一控制信號和第二控制信號，工作 頻率控制器還具有輸入端，該輸入端耦接至容性模式判斷電路的輸出端以接收模式標識信 號。
[0006] 在一個實施例中，副邊繞組電壓包括副邊繞組第一端的電壓、第二端的電壓或第 一端與第二端的電壓之差。
[0007] 在一個實施例中，整流濾波電路包括：橋式整流電路，包括四個整流二極管，其中 第一整流二極管的陽極和第三整流二極管的陰極耦接至副邊繞組的第一端，第二整流管的 陰極和第四整流管的陽極耦接至副邊繞組的第二端；以及輸出電容器，具有第一端和第二 端，其中第一端耦接至第一整流二極管的陰極和第四整流二極管的陰極，第二端耦接至第 二整流二極管的陽極、第三整流二極管的陽極以及副邊參考地。在其中一個實施例中，電壓 檢測電路包括：第一電阻分壓電路，并聯(lián)耦接在副邊繞組的第一端與副邊參考地之間，第 一電阻分壓電路在其輸出端提供電壓檢測信號；以及第二電阻分壓電路，與輸出電容器并 聯(lián)，第二電阻分壓電路在其輸出端提供電壓檢測閾值。
[0008] 在另一個實施例中，隔離變壓器的副邊繞組還具有中心抽頭，該中心抽頭耦接至 副邊參考地；整流濾波電路包括：全波整流電路，包括兩個整流二極管，其中第一整流二極 管的陽極耦接至副邊繞組的第一端，第二整流管的陽極耦接至副邊繞組的第二端；以及輸 出電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一整流二極管的陰極和第二整流二 極管的陰極，第二端耦接至副邊參考地。在其中一個實施例中，電壓檢測電路包括：第一電 阻分壓網(wǎng)絡，包括：第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至副邊繞組的第一 端；第二電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電阻器的第二端，第二端耦 接至輸出電容器的第一端；第三電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二電阻 器的第一端，第二端耦接至副邊參考地，第一電阻分壓網(wǎng)絡在第二電阻器的第一端提供電 壓檢測信號；以及第二電阻分壓網(wǎng)絡，與輸出電容器并聯(lián)，第二電阻分壓網(wǎng)絡在其輸出端提 供電壓檢測閾值。
[0009] 在一個實施例中，容性模式判斷電路包括：第一比較器，具有同相輸入端、反相輸 入端以及輸出端，其中同相輸入端接收電壓檢測閾值，反相輸入端接收電壓檢測信號，第一 比較器在其輸出端提供第一比較信號；第一反相器，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接 至第一控制信號；以及第一 D觸發(fā)器，具有參考輸入端、上升沿觸發(fā)端以及輸出端，其中參 考輸入端接收第一比較信號，上升沿觸發(fā)端耦接至第一反相器的輸出端，第一 D觸發(fā)器在 其輸出端提供模式標識信號。
[0010] 在另一個實施例中，容性模式判斷電路包括：第二比較器，具有同相輸入端、反相 輸入端以及輸出端，其中同相輸入端接收電壓檢測信號，反相輸入端接收電壓檢測閾值，第 二比較器在其輸出端提供第二比較信號；第二反相器，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦 接至第二控制信號；以及第二D觸發(fā)器，具有參考輸入端、上升沿觸發(fā)端以及輸出端，其中 參考輸入端接收第二比較信號，上升沿觸發(fā)端耦接至第二反相器的輸出端，第二D觸發(fā)器 在其輸出端提供模式標識信號。
[0011] 根據(jù)本實用新型的另一個方面，提出了一種用于諧振變換器的容性模式檢測電 路，該諧振變換器包括具有一對開關管的逆變電路、諧振網(wǎng)絡、具有原邊繞組和副邊繞組的 隔離變壓器以及為負載提供直流輸出電壓的整流濾波電路，該容性模式檢測電路包括：電 壓檢測電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端以及第二輸出端，其中第一輸入端 耦接至副邊繞組，對副邊繞組的電壓進行檢測，電壓檢測電路在第一輸出端產(chǎn)生與副邊繞 組電壓有關的電壓檢測信號，第二輸入端耦接至整流濾波電路的輸出端以接收輸出電壓， 電壓檢測電路在第二輸出端產(chǎn)生與輸出電壓有關的電壓檢測閾值；以及容性模式判斷電 路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其