本實(shí)用新型涉及一種LLC諧振變換器及其控制裝置，具體涉及一種LLC諧振變換器電路、控制裝置，屬于大功率DCDC變換器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著系統(tǒng)性能的不斷提高，對(duì)DCDC變換器的效率、體積及性能提出了更高要求。隨著功率需求的增大，母線電壓受到管壓降限制，采用三電平，不僅增加電源成本而且還增加了控制難度。隨著功率的提升，勢(shì)必紋波電流也隨之增大，抑制紋波電流成為L(zhǎng)LC諧振變換器的有一個(gè)課題。根據(jù)LLC諧振變換器的特點(diǎn)，輸入紋波通過(guò)諧振電路、整流電路傳遞到輸出端，僅僅利用變換器輸出端的反饋跟蹤很難達(dá)到抑制目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適用在大功率場(chǎng)合下，低輸出紋波并帶有前饋裝置的LLC諧振變換器及其控制裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種LLC諧振變換器及其控制裝置，包括一種輸入串聯(lián)型交錯(cuò)并聯(lián)LLC諧振變換器主電路、驅(qū)動(dòng)電路、DSP主控芯片及其外圍電路、輸出電壓采樣反饋電路、輸入電壓采樣前饋電路。

諧振變換器輸入端通過(guò)C1、C2串聯(lián)分壓，分別接兩組全橋開(kāi)關(guān)管，后接諧振電路，經(jīng)過(guò)高頻主變壓器全波整流，并聯(lián)到輸出濾波電容Co。DSP主控芯片及其電路用以將采樣得到的輸入輸出電壓，進(jìn)行數(shù)字閉環(huán)算法，將得到的數(shù)字量賦值給DSP中ePWM模塊相應(yīng)寄存器，通過(guò)EPWM模塊將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路將PWM信號(hào)隔離放大，發(fā)送給LLC諧振變換器開(kāi)關(guān)管柵極。反饋采樣電路：將輸出電壓進(jìn)行分壓、濾波反饋給DSP主控芯片。前饋采樣電路：將輸入電壓除了分壓、濾波以外還需進(jìn)行隔離，將信號(hào)前饋給DSP主控芯片。

以上所述LLC諧振變換器采用輸入端電容，這樣在大功率應(yīng)用場(chǎng)合，PFC 輸出母線電壓被平分，這就不會(huì)受管壓降問(wèn)題的限制，管子的應(yīng)力減小。輸出端兩路 LLC 經(jīng)整流管整流后的輸出電流疊加，既簡(jiǎn)化了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又解決了實(shí)際問(wèn)題。保證了電流連續(xù)并降低了紋波，同時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)管和功率二極管的電流為總輸出電流的一半，減小了開(kāi)關(guān)管和功率二極管的電流應(yīng)力，使輸出電壓的頻率為基本變換器輸出電壓頻率的兩倍，從而使輸出濾波電容減小。同時(shí)也提高了變換器的功率密度。使得LLC在中大功率領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。加入前饋電路，使得DSP主控芯片可以進(jìn)行前饋算法，抑制輸入紋波對(duì)輸出的影響。

附圖說(shuō)明

圖1，現(xiàn)有技術(shù)LLC諧振變換器電路原理圖。

圖2，本實(shí)用新型的LLC諧振變換器原理圖。

圖3，本實(shí)用新型LLC諧振變換器及其控制裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖4，本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電路裝置具體電路圖。

圖5本實(shí)用新型采樣前饋裝置具體電路圖。

圖6本實(shí)用新型采樣反饋裝置具體電路圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，本實(shí)用新型是一種LLC諧振變換器及其控制裝置，包括一種輸入串聯(lián)型交錯(cuò)并聯(lián)LLC諧振變換器主電路、驅(qū)動(dòng)電路、DSP主控芯片及其外圍電路、輸出電壓采樣反饋電路、輸入電壓采樣前饋電路。

如圖2所示，本實(shí)用新型LLC諧振電路，包括輸入電容C₁、C₂，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)110，諧振網(wǎng)絡(luò)111，整流電路112，濾波電容C_o和負(fù)載R_o。開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)110，諧振網(wǎng)絡(luò)111，整流電路112分別通過(guò)變壓器進(jìn)行耦合。該拓?fù)鋸妮斎攵丝磳儆陔娙荽?lián)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的交錯(cuò)并聯(lián)LLC 的主路與輔路電壓可以上下浮動(dòng)，由于輸入阻抗不等，主路與輔路諧振腔的輸入電壓也隨著變化。跟傳統(tǒng)的LLC諧振變換器相比，相當(dāng)于引入一個(gè)負(fù)反饋，減小了不均流程度。LLC諧振變換器采用輸入端串聯(lián)電容，大功率應(yīng)用場(chǎng)合，PFC 輸出母線電壓被平分，管子的應(yīng)力減小。輸出端兩路 LLC 經(jīng)整流電路112后的輸出電流疊加，既簡(jiǎn)化了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又解決了實(shí)際問(wèn)題。保證了電流連續(xù)并降低了紋波。

如圖3所示，為新型LLC諧振變換器及其控制裝置結(jié)構(gòu)圖。包括LLC諧振變換器的原邊120，副邊121，驅(qū)動(dòng)電路122，采樣前饋電路123，DSP控制算法124，采樣反饋電路125。諧振變換器輸入端通過(guò)C1、C2串聯(lián)分壓，分別接兩組全橋開(kāi)關(guān)管，后接諧振電路，經(jīng)過(guò)高頻主變壓器全波整流，并聯(lián)到輸出濾波電容Co。DSP主控芯片及其電路用以將采樣得到的輸入輸出電壓，進(jìn)行數(shù)字閉環(huán)算法，將得到的數(shù)字量賦值給DSP中EPWM模塊相應(yīng)寄存器，通過(guò)ePWM模塊將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)電路122。驅(qū)動(dòng)電路將PWM信號(hào)隔離放大，發(fā)送給LLC諧振變換器開(kāi)關(guān)管柵極。反饋采樣電路125：將輸出電壓進(jìn)行分壓、濾波反饋給DSP主控芯片。前饋采樣電路123：將輸入電壓除了分壓、濾波以外還需進(jìn)行隔離，將信號(hào)前饋給DSP主控芯片。通過(guò)圖3，可知變換器高頻變壓器將系統(tǒng)分成原副邊兩大回路，主控芯片DSP放在系統(tǒng)的副邊，而DSP需要控制變換器原邊開(kāi)關(guān)管，以及采樣輸入電壓，就需要在驅(qū)動(dòng)電路部分和采樣前饋部分加入隔離電路。

如圖4所示，為驅(qū)動(dòng)電路裝置具體電路圖，包括電壓轉(zhuǎn)換芯片130、圖騰柱131、隔離變壓器132。其中TL4427芯片130實(shí)現(xiàn)3.3V到12V的電平變換。T1、T2為其隔離變壓器。為三極管Q1、Q2、Q3、Q4組成的圖騰柱131放大TL4427輸出的驅(qū)動(dòng)電流，從而提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力，其中二極管D1、D2、D3、D4為隔離變壓器提供能量釋放回路。柵極電阻R₁和R₂防止開(kāi)關(guān)管內(nèi)部寄生震蕩，同時(shí)限制門極驅(qū)動(dòng)電流；二極管D₅、D₆在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)為其提供抽流回路，加速開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷。

如圖5所示，為采樣反饋電路結(jié)構(gòu)圖，包括隔離電路的輸入部分201、線性光耦202、隔離電路的輸出部分203、濾波電路204。其中隔離電路的輸入部分包括電阻R₁、電容C₁、運(yùn)算放大器A1和線性光耦的LED和PD1。隔離電路的輸出部分包括電阻R₃、電容C₂、PD2和運(yùn)算放大器A2。設(shè)采樣反饋電路的輸入電壓為V_in,輸出電壓為V_out，LED上的電流為IF, 二極管PD1上的電流為IPD1，二極管PD2上的電流為IPD2。運(yùn)算放大器A1的作用是把采樣電壓信號(hào)變成電流信號(hào)，運(yùn)算放大器A2的作用是把光耦輸出的電流信號(hào)變成電壓信號(hào)。該電路放大比例為kR₃/ R₁,其中K為常數(shù)。最后經(jīng)過(guò)濾波模塊將電壓送至DSP進(jìn)行處理。

如圖6所示為采樣前饋電路圖。包括分壓電路221、電壓跟隨器222、濾波電路223。電阻R_5、 R_6、R₇ 和電容C_4、 C₅構(gòu)成了分壓電路，對(duì)采集的電壓分壓。從LLC諧振變換器的原邊采集的電壓，經(jīng)過(guò)分壓電路后作為采樣前饋電路的輸入。電壓跟隨器在電路中可以起到阻抗匹配的作用，使得后級(jí)電路能夠更好地工作，同時(shí)可以起到隔離電路的效果。電阻R₈和電容C₆構(gòu)成RC濾波器，對(duì)電壓進(jìn)行濾波，得到較為干凈、平滑的電壓信號(hào)。電壓輸入到數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行處理。