本發(fā)明涉及電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路。

背景技術(shù)：

提高電源的效率是一個(gè)開關(guān)電源設(shè)計(jì)者的不懈追求，為了提高開關(guān)電源的效率，必須減少開關(guān)電源的損耗。開關(guān)電源的三大損耗是功率器件的開關(guān)損耗、變壓器的變換損耗和整流部分的變流損耗。變壓器的變換損耗難以運(yùn)用新的電路結(jié)構(gòu)來突破，因此從剩下兩個(gè)部分入手：運(yùn)用LLC諧振電路，能有效減少功率器件的開關(guān)損耗；運(yùn)用同步整流技術(shù)，能大幅度減少整流部分的變流損耗。

傳統(tǒng)硬開關(guān)具有很大的開題損耗和關(guān)斷損耗，LLC諧振轉(zhuǎn)換器相比傳統(tǒng)PWM軟開關(guān)優(yōu)勢(shì)非常明顯，能實(shí)現(xiàn)原邊側(cè)開關(guān)零電壓ZVS開通，副邊側(cè)整流管零電流ZCS關(guān)斷的軟開關(guān)技術(shù)。并且其具有開關(guān)頻率可高頻化，功率密度大，效率高，輸入電壓范圍寬，方便使用磁集成技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。除此之外，諧振電路在高壓電路中，其效率會(huì)提升，同時(shí)其空載工作能力強(qiáng)，在LLC諧振槽路中加入電流反饋后，能有效反映負(fù)載輕重的能力和提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。隨著數(shù)字控制芯片性能的不斷提升及相關(guān)芯片的增多，LLC諧振變換器能采用的方案也更多[3]，設(shè)計(jì)也更加靈活，可以明顯地簡化諧振電路，提高諧振變換器的性能和集成度。在不同的負(fù)載下，LLC諧振變換器的效率常常能達(dá)到90%以上，最高可達(dá)97%的效率。

在目前LLC控制模式中，普遍運(yùn)用的是電壓模式。但是，由于是在電源輸出端采用的電壓反饋，并沒有直接連接到初級(jí)端電流，所以需要添加額外的電路系統(tǒng)以提供過載及短路保護(hù)。當(dāng)輸入輸出產(chǎn)生瞬態(tài)變化時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)速度比較慢。而且，在沒有電流前饋的情況下，LLC前級(jí)誤差干擾得不到及時(shí)控制芯片的及時(shí)處理，容易影響軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明基于LLC半橋諧振和同步整流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種高效率的AC/DC開關(guān)電源開關(guān)電路，該開關(guān)電路具有效率高、發(fā)熱量小、穩(wěn)定性好，體積小等優(yōu)點(diǎn)，通過調(diào)整參數(shù)可以得到不同的輸出電壓和功率，滿足電動(dòng)汽車、安防設(shè)備電腦適配器等多個(gè)領(lǐng)域的需求。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，包括輸入端、EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊、輸出濾波模塊、輸出端、LLC驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊、輔助電源模塊、控制模塊和電壓檢測(cè)模塊；

所述輸入端依次通過EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊和輸出濾波模塊連接所述輸出端；

所述電流檢測(cè)模塊的輸入口連接在所述LLC模塊與同步整流模塊的連接電路上，所述電流檢測(cè)模塊的輸出口連接所述控制模塊；

所述控制模塊通過LLC驅(qū)動(dòng)模塊連接LLC模塊，所述控制模塊通過整流驅(qū)動(dòng)模塊連接同步整流模塊；

所述輔助電源模塊的輸入口連接所述EMI濾波模塊，所述輔助電源模塊的輸出口分別連接所述LLC驅(qū)動(dòng)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊；

所述電壓檢測(cè)模塊的輸入口連接在所述輸出濾波模塊與輸出端的連接電路上，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出口連接所述控制模塊。

進(jìn)一步的，所述LLC模塊包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一三極管、第二三極管、VI+端口、GH端口、SH端口、GL端口和第一正激變壓器；

所述VI+端口連接所述第一開關(guān)管的漏極，所述第一開關(guān)管的源極分別連接所述第一正激變壓器的初級(jí)異名端和第二開關(guān)管的漏極，所述GH端口通過第一電阻連接第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極連接所述第一開關(guān)管的柵極，所述GH端口通過第二電阻連接第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極連接所述第一二極管的陰極，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述SH端口，所述第二二極管的陽極連接GH端口，所述第二二極管的陰極連接第一三極管的基極，所述SH端口通過第三電阻連接第一開關(guān)管的柵極；

所述第一變壓器初級(jí)異名端連接所述第二開關(guān)管的漏極，所述第二開關(guān)管的源極通過第一電容連接所述第一變壓器初級(jí)同名端，所述GL端口通過第四電阻連接第三二極管的陽極，所述第三二極管的陰極連接第二開關(guān)管的柵極，所述GL端口通過第五電阻連接第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極分別連接第二開關(guān)管的源極與地，所述第二三極管的集電極連接第二開關(guān)管的柵極，所述第四二極管的陽極連接GL端口，所述第四二極管的陰極連接所述第二三極管的基極，所述第二開關(guān)管的柵極與源極之間串聯(lián)有第六電阻。

進(jìn)一步的，所述同步整流模塊包括第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、SR2G端口、SR1DS端口、SR1G端口、VO+端口和VO-端口，所述第三開關(guān)管的源極連接所述第一變壓器的次級(jí)同名端，所述第三開關(guān)管的漏極連接VO-端口，所述第三開關(guān)管的柵極與漏極之間串聯(lián)有第七電阻，所述SR2G端口通過第八電阻連接所述第三開關(guān)管的柵極，所述SR2G端口連接第五二極管的陰極，所述第五二極管的陽極連接所述第三開關(guān)管的柵極；

所述SR1DS端口通過第九電阻連接所述第一變壓器的次級(jí)同名端，所述SR1DS端口通過第十電阻連接VO-端口，所述第十電阻并聯(lián)有第二電容；

所述第四開關(guān)管的源極連接所述第一變壓器的次級(jí)異名端，所述第四開關(guān)管的漏極連接VO-端口，所述第四開關(guān)管的柵極與漏極之間串聯(lián)有第十一電阻，所述SR1G端口通過第十二電阻連接所述第四開關(guān)管的柵極，所述SR1G端口連接第六二極管的陰極，所述第六二極管的陽極連接所述第四開關(guān)管的柵極。

進(jìn)一步的，所述EMI濾波模塊包括AC+端口、AC-端口、第二變壓器、整流器和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，所述AC+端口和AC-端口之間并聯(lián)有第三電容和第四電容，所述AC+端口和AC-端口分別連接第二變壓器的同名端，第五電容和第六電容串聯(lián)后并聯(lián)在所述第二變壓器的異名端之間，所述第二變壓器的異名端并聯(lián)有第七電容，第二變壓器的異名端連接所述整流器的輸入端，所述整流器的第一輸出端通過負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻連接VI+端口，所述整流器的第二輸出端接地，所述VI+端口與地之間連接有第八電容。

進(jìn)一步的，所述LLC驅(qū)動(dòng)模塊包括第三變壓器、第三三極管、第四三極管、第五三極管和第六三極管，所述控制模塊的PROUT1端口分別通過第十三電阻、第十五電阻連接所述第三三極管的基極、第五三極管的基極，所述控制模塊的PROUT2端口分別通過第十四電阻、第十七電阻連接所述第四三極管的基極、第六三極管的基極；所述第三三極管的集電極連接第四三極管的發(fā)射極；所述第三三極管的發(fā)射電極連接所述第五三極管的集電極，所述第五三極管的發(fā)射極連接所述第六三極管的集電極，所述第六三極管的發(fā)射極連接第四三極管的集電極；所述第三三極管的集電極通過第九電容接地，所述第三三極管的集電極通過第十六電阻連接所述輔助電源，所述第三變壓器的初級(jí)同名端連接所述第三三極管的發(fā)射極，所述第三變壓器的初級(jí)異名端連接所述第四三極管的集電極；所述第三變壓器的第一次級(jí)同名端連接GL端口，所述第三變壓器的第一次級(jí)異名端接地，所述第三變壓器的第二次級(jí)同名端連接GH端口，所述第三變壓器的第二次級(jí)異名端連接SH端口。

進(jìn)一步的，所述整流驅(qū)動(dòng)模塊包括第四變壓器、第七三極管、第八三極管、第九三極管和第十三極管，所述控制模塊的PROUT3端口分別通過第十八電阻、第二十電阻連接所述第七三極管的基極、第九三極管的基極，所述控制模塊的PROUT4端口分別通過第十九電阻、第二十一電阻連接所述第八三極管的基極、第十三極管的基極；所述第七三極管的集電極連接第八三極管的發(fā)射極；所述第七三極管的發(fā)射電極連接所述第九三極管的集電極，所述第九三極管的發(fā)射極連接所述第十三極管的集電極，所述第十三極管的發(fā)射極連接第八三極管的集電極；所述第七三極管的集電極通過第十電容接地，所述第七三極管的集電極通過第二十二電阻連接所述輔助電源，所述第四變壓器的初級(jí)同名端連接所述第七三極管的發(fā)射極，所述第四變壓器的初級(jí)異名端連接所述第八三極管的集電極；所述第四變壓器的第一次級(jí)同名端連接SR1G端口，所述第四變壓器的第一次級(jí)異名端接地，所述第四變壓器的第二次級(jí)同名端連接SR2G端口，所述第四變壓器的第二次級(jí)異名端接地。

進(jìn)一步的，所述控制模塊采用峰值電流型作為 LLC 的控制模式，所述控制模塊采用電荷電流控制，在控制模塊內(nèi)部集成了一個(gè)斜坡補(bǔ)償信號(hào)，通過比較開關(guān)電流的總電荷(積分開關(guān)電流)的控制電壓來調(diào)節(jié)開關(guān)頻率。

進(jìn)一步的，所述控制模塊采用混合動(dòng)力控制，在輕負(fù)荷時(shí)使用脈寬調(diào)制且關(guān)閉同步整流模塊；在重載時(shí)，使用脈沖頻率調(diào)制模式。

進(jìn)一步的，所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管均采用為N溝道增強(qiáng)型MOS管；所述整流器為RS809型整流器；所述第三三極管、第五三極管、第七三極管和第九三極管均采用NPN型三極管，所述第四三極管、第六三極管、第八三極管和第十三極管均采用PNP型三極管；所述控制模塊采用FAN7688型控制芯片。

本發(fā)明的NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路具有以下有益效果：

本發(fā)明公開了NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路，屬于電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，該電源開關(guān)電路包括輸入端、EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊、輸出濾波模塊、輸出端、LLC驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊、輔助電源模塊、控制模塊和電壓檢測(cè)模塊；輸入端依次通過EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊和輸出濾波模塊連接輸出端。本發(fā)明基于LLC半橋諧振和同步整流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種高效率的AC/DC開關(guān)電源開關(guān)電路，該開關(guān)電路具有效率高、發(fā)熱量小、穩(wěn)定性好，體積小等優(yōu)點(diǎn)，通過調(diào)整參數(shù)可以得到不同的輸出電壓和功率，滿足電動(dòng)汽車、安防設(shè)備電腦適配器等多個(gè)領(lǐng)域的需求。

本發(fā)明采用電流模式控制，針對(duì)負(fù)載瞬態(tài)不僅能進(jìn)行更快速的輸出調(diào)節(jié)，而且還能簡化控制回路，可使電源設(shè)計(jì)更簡便。在動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)方面，電流模式LLC比電壓模式LLC提供更低壓降、更低過沖和更快穩(wěn)定響應(yīng)；在線形紋波抑制方面，電流模式LLC控制抑制線性紋波比電壓模式好5倍，其輸出電壓紋波甚至可以忽略不計(jì)；在線形瞬態(tài)方面，電流模式LLC控制提供較電壓模式控制小10倍的過沖和小10倍的壓降。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1是本發(fā)明提供的NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路的電路連接示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的LLC模塊的電路連接示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的同步整流模塊的電路連接示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的EMI濾波模塊的電路連接示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的LLC驅(qū)動(dòng)模塊的電路連接示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的整流驅(qū)動(dòng)模塊的電路連接示意圖；

圖7是本發(fā)明提供的電流檢測(cè)模塊的電路連接示意圖；

圖8是本發(fā)明提供的電壓檢測(cè)模塊的電路連接示意圖；

圖9是本發(fā)明的輔助電源的電路連接示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，參見圖1是本發(fā)明提供的NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路的原理示意圖，該開關(guān)電路包括輸入端、EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊、輸出濾波模塊、輸出端、LLC驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊、輔助電源模塊、控制模塊和電壓檢測(cè)模塊；所述輸入端依次通過EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊和輸出濾波模塊連接所述輸出端；所述電流檢測(cè)模塊的輸入口連接在所述LLC模塊與同步整流模塊的連接電路上，所述電流檢測(cè)模塊的輸出口連接所述控制模塊；所述控制模塊通過LLC驅(qū)動(dòng)模塊連接LLC模塊，所述控制模塊通過整流驅(qū)動(dòng)模塊連接同步整流模塊；所述輔助電源模塊的輸入口連接所述EMI濾波模塊，所述輔助電源模塊的輸出口分別連接所述LLC驅(qū)動(dòng)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊；所述電壓檢測(cè)模塊的輸入口連接在所述輸出濾波模塊與輸出端的連接電路上，所述電壓檢測(cè)模塊的輸出口連接所述控制模塊。

具體的，控制模塊的信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路的放大后，將控制LLC和SR的開關(guān)管，使LLC能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷，使同步整流能夠完成。在LLC與主變壓器之間會(huì)有一個(gè)電流檢測(cè)電路，將電流信息傳給控制模塊，讓控制模塊能夠?qū)﹄娫催M(jìn)行過流保護(hù)以及很好的控制LLC。最后，在電路的輸出部分有電壓反饋會(huì)控制模塊。

圖2是本發(fā)明提供的LLC模塊的電路連接示意圖，所述LLC模塊包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一三極管、第二三極管、VI+端口、GH端口、SH端口、GL端口和第一正激變壓器；

所述VI+端口連接所述第一開關(guān)管的漏極，所述第一開關(guān)管的源極分別連接所述第一正激變壓器的初級(jí)異名端和第二開關(guān)管的漏極，所述GH端口通過第一電阻連接第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極連接所述第一開關(guān)管的柵極，所述GH端口通過第二電阻連接第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極連接所述第一二極管的陰極，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述SH端口，所述第二二極管的陽極連接GH端口，所述第二二極管的陰極連接第一三極管的基極，所述SH端口通過第三電阻連接第一開關(guān)管的柵極；

所述第一變壓器初級(jí)異名端連接所述第二開關(guān)管的漏極，所述第二開關(guān)管的源極通過第一電容連接所述第一變壓器初級(jí)同名端，所述GL端口通過第四電阻連接第三二極管的陽極，所述第三二極管的陰極連接第二開關(guān)管的柵極，所述GL端口通過第五電阻連接第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極分別連接第二開關(guān)管的源極與地，所述第二三極管的集電極連接第二開關(guān)管的柵極，所述第四二極管的陽極連接GL端口，所述第四二極管的陰極連接所述第二三極管的基極，所述第二開關(guān)管的柵極與源極之間串聯(lián)有第六電阻。

具體的，第一開關(guān)管、第二開關(guān)管為開關(guān)管MOSFET，GH端口、SH端口是來自控制模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)第一三極管、第二三極管S8550放大后驅(qū)動(dòng)。第一電容為諧振電容，變壓器初級(jí)為勵(lì)磁電感，并把初級(jí)漏磁電感用于諧振電感，這樣可以節(jié)省一個(gè)磁性器件。

圖3是本發(fā)明提供的同步整流模塊的電路連接示意圖，所述同步整流模塊包括第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、SR2G端口、SR1DS端口、SR1G端口、VO+端口和VO-端口，所述第三開關(guān)管的源極連接所述第一變壓器的次級(jí)同名端，所述第三開關(guān)管的漏極連接VO-端口，所述第三開關(guān)管的柵極與漏極之間串聯(lián)有第七電阻，所述SR2G端口通過第八電阻連接所述第三開關(guān)管的柵極，所述SR2G端口連接第五二極管的陰極，所述第五二極管的陽極連接所述第三開關(guān)管的柵極；

所述SR1DS端口通過第九電阻連接所述第一變壓器的次級(jí)同名端，所述SR1DS端口通過第十電阻連接VO-端口，所述第十電阻并聯(lián)有第二電容；

所述第四開關(guān)管的源極連接所述第一變壓器的次級(jí)異名端，所述第四開關(guān)管的漏極連接VO-端口，所述第四開關(guān)管的柵極與漏極之間串聯(lián)有第十一電阻，所述SR1G端口通過第十二電阻連接所述第四開關(guān)管的柵極，所述SR1G端口連接第六二極管的陰極，所述第六二極管的陽極連接所述第四開關(guān)管的柵極。

實(shí)際工作時(shí)，控制模塊的PROUT3端口和PROUT4端口用于控制SR開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，SR1DS是SR1的開關(guān)管的漏極源極之間的電壓反饋。對(duì)于SR1和SR2每個(gè)開關(guān)周期的同步整流傳導(dǎo)時(shí)間，使用單一引腳(SR1DS引腳)測(cè)量。當(dāng)SR運(yùn)行時(shí)，SR1DS電壓是0或者高電壓的。然而，SR1DS會(huì)在電壓變化時(shí)，快速切換轉(zhuǎn)換。當(dāng)所有SR開關(guān)管關(guān)閉時(shí)，SR1DS電壓會(huì)振蕩。當(dāng)SR1DS電壓變化的速度在上升邊緣超過0.25V/100ns，或者在下降沿超過0.2V/100ns，SR傳導(dǎo)狀態(tài)的切換轉(zhuǎn)換會(huì)被檢測(cè)。基于檢測(cè)的開關(guān)轉(zhuǎn)換，F(xiàn)AN7688會(huì)預(yù)測(cè)在下一個(gè)SR開關(guān)周期電流零交點(diǎn)瞬時(shí)，在交點(diǎn)瞬時(shí)，SR1DS電壓跳變，SR啟動(dòng)。

具體的，SR1DS端口是SR的電壓檢測(cè)，將檢測(cè)到的SR的漏極電壓傳回控制模塊，讓控制模塊對(duì)SR的驅(qū)動(dòng)信號(hào)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。當(dāng)正信號(hào)從變壓器來時(shí)，SR2G端口也為正，門極電壓高于源極電壓，第三開關(guān)管導(dǎo)通，產(chǎn)生輸出電壓；此時(shí)SR1G端口為負(fù)，第四開關(guān)管關(guān)斷。當(dāng)負(fù)信號(hào)從變壓器來時(shí)，SR2G端口關(guān)斷，第三開關(guān)管關(guān)斷，此時(shí)SR2G端口為正，導(dǎo)通第四開關(guān)管，輸出電壓為上正下負(fù)。在SR1G端口和SR2G端口導(dǎo)通之間，為防止同時(shí)導(dǎo)通，存在很小的死區(qū)時(shí)間。而驅(qū)動(dòng)信號(hào)SR1GSR2G端口和SR2GSR2G端口的頻率和輸入電壓相同，即與前級(jí)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)，保證正常工作。

圖4是本發(fā)明提供的EMI濾波模塊的電路連接示意圖，所述EMI濾波模塊包括AC+端口、AC-端口、第二變壓器、整流器和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，所述AC+端口和AC-端口之間并聯(lián)有第三電容和第四電容，所述AC+端口和AC-端口分別連接第二變壓器的同名端，第五電容和第六電容串聯(lián)后并聯(lián)在所述第二變壓器的異名端之間，所述第二變壓器的異名端并聯(lián)有第七電容，第二變壓器的異名端連接所述整流器的輸入端，所述整流器的第一輸出端通過負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻連接VI+端口，所述整流器的第二輸出端接地，所述VI+端口與地之間連接有第八電容。

具體的，整流電路使用RS809整流器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等價(jià)于四個(gè)二極管組成的整流橋。第十三電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其特性是，溫度越高，電阻越小。開機(jī)時(shí)，220V交流電，經(jīng)過保險(xiǎn)和熱敏電阻，整流后，對(duì)電容充電，而電容的特性，是瞬間充電電流為最大的，從而對(duì)前邊的整流二極管、保險(xiǎn)絲帶來沖擊，容易造成損壞，為了提高電源設(shè)計(jì)的安全系數(shù)，常在保險(xiǎn)之后加入電阻進(jìn)行限流，電阻越大時(shí)，雖然限流效果好，但是電阻消耗的電能也是越大的，開關(guān)電源啟動(dòng)后，限流電阻已沒有作用，反而浪費(fèi)電力。為了達(dá)到較好限流效果而又省電。常溫時(shí)，電阻一般比較大，開機(jī)時(shí)，就起到較好的限流作用，電源啟動(dòng)后，工作電流經(jīng)過熱敏電阻，使其發(fā)熱，熱敏電阻阻值大幅下降，使熱敏電阻在電源啟動(dòng)后，電力消耗降到最低。

圖5是本發(fā)明提供的LLC驅(qū)動(dòng)模塊的電路連接示意圖，所述LLC驅(qū)動(dòng)模塊包括第三變壓器、第三三極管、第四三極管、第五三極管和第六三極管，所述控制模塊的PROUT1端口分別通過第十三電阻、第十五電阻連接所述第三三極管的基極、第五三極管的基極，所述控制模塊的PROUT2端口分別通過第十四電阻、第十七電阻連接所述第四三極管的基極、第六三極管的基極；所述第三三極管的集電極連接第四三極管的發(fā)射極；所述第三三極管的發(fā)射電極連接所述第五三極管的集電極，所述第五三極管的發(fā)射極連接所述第六三極管的集電極，所述第六三極管的發(fā)射極連接第四三極管的集電極；所述第三三極管的集電極通過第九電容接地，所述第三三極管的集電極通過第十六電阻連接所述輔助電源，所述第三變壓器的初級(jí)同名端連接所述第三三極管的發(fā)射極，所述第三變壓器的初級(jí)異名端連接所述第四三極管的集電極；所述第三變壓器的第一次級(jí)同名端連接GL端口，所述第三變壓器的第一次級(jí)異名端接地，所述第三變壓器的第二次級(jí)同名端連接GH端口，所述第三變壓器的第二次級(jí)異名端連接SH端口。

圖6是本發(fā)明提供的整流驅(qū)動(dòng)模塊的電路連接示意圖，所述整流驅(qū)動(dòng)模塊包括第四變壓器、第七三極管、第八三極管、第九三極管和第十三極管，所述控制模塊的PROUT3端口分別通過第十八電阻、第二十電阻連接所述第七三極管的基極、第九三極管的基極，所述控制模塊的PROUT4端口分別通過第十九電阻、第二十一電阻連接所述第八三極管的基極、第十三極管的基極；所述第七三極管的集電極連接第八三極管的發(fā)射極；所述第七三極管的發(fā)射電極連接所述第九三極管的集電極，所述第九三極管的發(fā)射極連接所述第十三極管的集電極，所述第十三極管的發(fā)射極連接第八三極管的集電極；所述第七三極管的集電極通過第十電容接地，所述第七三極管的集電極通過第二十二電阻連接所述輔助電源，所述第四變壓器的初級(jí)同名端連接所述第七三極管的發(fā)射極，所述第四變壓器的初級(jí)異名端連接所述第八三極管的集電極；所述第四變壓器的第一次級(jí)同名端連接SR1G端口，所述第四變壓器的第一次級(jí)異名端接地，所述第四變壓器的第二次級(jí)同名端連接SR2G端口，所述第四變壓器的第二次級(jí)異名端接地。

具體的，所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管均采用為N溝道增強(qiáng)型MOS管；所述整流器為RS809型整流器；所述第三三極管、第五三極管、第七三極管和第九三極管均采用NPN型三極管，所述第四三極管、第六三極管、第八三極管和第十三極管均采用PNP型三極管；所述控制模塊采用FAN7688型控制芯片。

實(shí)際工作時(shí)，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)。把來自控制芯片的信號(hào)是方波信號(hào)轉(zhuǎn)化為LLC的開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)控制模塊的PROUT1信號(hào)為高電平、當(dāng)控制模塊的PROUT2信號(hào)為低電平時(shí)， GH、GL端口感應(yīng)為正；當(dāng)PROUT2信號(hào)為高電平、當(dāng)PROUT1信號(hào)為低電平時(shí)，GH、GL端口感應(yīng)為負(fù)，從而輸出方波信號(hào)。

圖7是本發(fā)明提供的電流檢測(cè)模塊的電路連接示意圖，圖中變壓器的初級(jí)和次級(jí)匝數(shù)比是1：1，其作用是隔絕直流和交流，把交流端的電流電壓信息傳遞給直流側(cè)，電容C111起濾波作用。ICS是一次側(cè)端電壓檢測(cè)，把檢測(cè)到的電壓傳遞給FAN7688的ICS引腳。當(dāng)ICS引腳的電壓低于0.075V時(shí)，禁用同步整流；當(dāng)ICS引腳的電壓高于0.15V時(shí)，啟動(dòng)同步整流，并且，在VICS峰值高于0.25V時(shí)，同步整流死區(qū)時(shí)間減少為編程值；當(dāng)ICS引腳的電壓高于1.9V時(shí)，啟動(dòng)過流保護(hù)；CS連接到FAN7688的CS引腳，作過流檢測(cè)，當(dāng)CS引腳電壓的絕對(duì)值大于3.5V，打開過流保護(hù)。

圖8是本發(fā)明提供的電壓檢測(cè)模塊的電路連接示意圖，F(xiàn)B信號(hào)的工作起始電壓為2.4V，當(dāng)反饋信號(hào)達(dá)到2.4V，控制芯片產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào) PROUT1和PROUT2。當(dāng)FB 端檢測(cè)的電壓有所變化，控制芯片將會(huì)及時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 頻率或者脈寬，來保證輸出電壓的穩(wěn)定。我們還可以通過調(diào)節(jié)分壓電阻R117、 R118、R119 的比值大小，來改變輸出電壓的大小。如：當(dāng)加大R118 和R119 阻值后， FB 獲得的分壓變大，得到得輸出電壓將變小，芯片也將在更小的輸入電壓時(shí)就能啟動(dòng)工作。

圖9是本發(fā)明的輔助電源的電路連接示意圖。開關(guān)電源的輔助電源主要用來給功率主回路的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路或電源系統(tǒng)的監(jiān)控電路供電。輔助電源的設(shè)計(jì)不但影響到整個(gè)電源的體積、效率、穩(wěn)定性、可靠性和成本，而且還將影響到整個(gè)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)策略。雖然輔助電源所需要輸出功率不大，但它是開關(guān)電源中的非常重要的組成部分，將影響到整個(gè)電源的性能。開關(guān)電源正向著輕、小、薄、高可靠、高穩(wěn)定、高效率和智能化的方向發(fā)展，應(yīng)根據(jù)整個(gè)開關(guān)電源系統(tǒng)的規(guī)格要求來選擇合適的輔助電源系統(tǒng)，首先在滿足可靠性的前提下，設(shè)計(jì)簡單、輕巧和經(jīng)濟(jì)的輔助電源。

輔助電源的輸入端取自主電路，取自220V交流電經(jīng)過EMI濾波器、整流橋和高壓整流后的310V直流電，輸出端為15V直流電，供給控制芯片F(xiàn)AN7688和驅(qū)動(dòng)電路。變壓器前級(jí)先使用了兩個(gè)濾波電容，濾除交流成分。KA5H0380R是PWM控制芯片，它的啟動(dòng)供電由C307、C308提供，啟動(dòng)后由變壓器1端經(jīng)二極管V305的回路，經(jīng)過C308電容的濾波后持續(xù)供電。TL431是基準(zhǔn)電壓源，作為參考電壓，當(dāng)反饋電壓高于參考電壓時(shí)，光電耦合器PC817接通，PC817的3、4引腳之間的電壓下降，將輸出電壓的變化情況反饋給KA5H0380R，KA5H0380R輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比大小，調(diào)整輸出電的上升或下降，最終實(shí)現(xiàn)輸出閉環(huán)穩(wěn)壓。變壓器和光電耦合器PC817起隔離的作用，防止交流和直流的串?dāng)_。

進(jìn)一步的，所述控制模塊采用峰值電流型作為 LLC 的控制模式，所述控制模塊采用電荷電流控制，在控制模塊內(nèi)部集成了一個(gè)斜坡補(bǔ)償信號(hào)，通過比較開關(guān)電流的總電荷(積分開關(guān)電流)的控制電壓來調(diào)節(jié)開關(guān)頻率。

峰值電流型控制具有眾多優(yōu)點(diǎn)，包括控制環(huán)易于設(shè)計(jì)；暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)較快，對(duì)輸入電壓的變化和輸出負(fù)載的變化的瞬態(tài)響應(yīng)也較快；具有瞬時(shí)峰值電流限制功能，即內(nèi)在固有的逐脈沖限流功能；輸入電壓的調(diào)整技術(shù)可與電壓型控制的輸入前饋技術(shù)相媲美；具有自動(dòng)均流并聯(lián)功能。

峰值電流型控制采用斜坡補(bǔ)償措施后，電流控制型引起的絕大部分問題都能得到滿意解決，且不影響其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。因?yàn)樽儔浩鞒跫?jí)開關(guān)電流不單調(diào)增加，開關(guān)電流本身不能用于脈沖頻率調(diào)制(PFM)來調(diào)節(jié)輸出電壓。峰值一次側(cè)電流并不能正確地反映負(fù)載條件，因?yàn)榈拇蟮难h(huán)電流（磁化電流）包含在主開關(guān)電流。然而，開關(guān)電流的積分單調(diào)增加，有一個(gè)峰值類似用于峰值電流模式控制。因此采用峰值電流型?？刂菩酒現(xiàn)AN7688采用電荷電流控制，在內(nèi)部集成了一個(gè)斜坡補(bǔ)償信號(hào)，比較了開關(guān)電流的總電荷(積分開關(guān)電流)的控制電壓來調(diào)節(jié)開關(guān)頻率。因?yàn)殚_關(guān)電流充電和平均輸入電流成正比，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，充電控制提供了一個(gè)快速的內(nèi)循環(huán)和提供良好的瞬態(tài)響應(yīng)，包括固有的反饋。

進(jìn)一步的，所述控制模塊采用混合動(dòng)力控制，在輕負(fù)荷時(shí)使用脈寬調(diào)制且關(guān)閉同步整流模塊；在重載時(shí)，使用脈沖頻率調(diào)制模式。

具體的，當(dāng)誤差放大器的電壓(VCOMP)低于PWM 模式閾值，內(nèi)部COMP 信號(hào)被鉗在閾值水平，PFW 操作開向PWM 模式。在PWM 模式下，開關(guān)頻率被內(nèi)部COMP 電壓固定，工作周期是由COMP 電壓和PWM 模式閾值電區(qū)之間的差值決定。因此，當(dāng)VCOMP 減少到低于PMW 模式的閾值，工作周期減小，這限制了在輕載條件下的開關(guān)頻率。

脈寬調(diào)制模式可以設(shè)定在1.5V和1.9V之間，在PWM引腳之間使用一個(gè)電阻。對(duì)于PFW模式，自上升的斜率定時(shí)電容電壓決定電阻器(RFMIN)連接到FMIN引腳，給出了最小開關(guān)頻率為:

最低可編程開關(guān)頻率有限的運(yùn)行在一個(gè)內(nèi)部的數(shù)字計(jì)數(shù)器40MHz 時(shí)鐘。10 位計(jì) 數(shù)器被使用，最小開關(guān)頻率的數(shù)字振蕩器是39 千赫(40MHz/1024=39 千赫)。因此， RFMIN 最大許用值為25.5KΩ。

需要說明的是，根據(jù)實(shí)際情況可以增加輸出濾波電路，使得經(jīng)同步整流的信號(hào)經(jīng)過濾波電容消除輸出的雜波，得到平滑的直流電壓波形。

本案例提出的一種AC-DC電源開關(guān)電路的功率為250W的開關(guān)電源，該電源可以用于舵機(jī)調(diào)試專用電源，相比于直流電源供電的方式，該電源有四大優(yōu)點(diǎn)：

1）能提供最大20A的電流，克服直流電源供電功率不夠的缺點(diǎn)；

2）該電源體積小，易于攜帶，可用于室內(nèi)和外場(chǎng)調(diào)試；

3）效率高，發(fā)熱量少；

4）輸出電壓穩(wěn)定,功率密度大。

另外，調(diào)整改變內(nèi)部設(shè)計(jì)的一些器件參數(shù)，可得到不同的輸出電壓和功率，因此，該實(shí)施例為一種共性技術(shù)，其可推廣應(yīng)用到多個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域，如電動(dòng)汽車、安防設(shè)備、電腦適配器等等，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

本發(fā)明公開了NEXT系列AC-DC電源開關(guān)電路，屬于電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，該電源開關(guān)電路包括輸入端、EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊、輸出濾波模塊、輸出端、LLC驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、整流驅(qū)動(dòng)模塊、輔助電源模塊、控制模塊和電壓檢測(cè)模塊；輸入端依次通過EMI濾波模塊、LLC模塊、同步整流模塊和輸出濾波模塊連接輸出端。本發(fā)明基于LLC半橋諧振和同步整流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種高效率的AC/DC開關(guān)電源開關(guān)電路，該開關(guān)電路具有效率高、發(fā)熱量小、穩(wěn)定性好，體積小等優(yōu)點(diǎn)，通過調(diào)整參數(shù)可以得到不同的輸出電壓和功率，滿足電動(dòng)汽車、安防設(shè)備電腦適配器等多個(gè)領(lǐng)域的需求。

本發(fā)明采用電流模式控制，針對(duì)負(fù)載瞬態(tài)不僅能進(jìn)行更快速的輸出調(diào)節(jié)，而且還能簡化控制回路，可使電源設(shè)計(jì)更簡便。在動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)方面，電流模式LLC比電壓模式LLC提供更低壓降、更低過沖和更快穩(wěn)定響應(yīng)；在線形紋波抑制方面，電流模式LLC控制抑制線性紋波比電壓模式好5倍，其輸出電壓紋波甚至可以忽略不計(jì)；在線形瞬態(tài)方面，電流模式LLC控制提供較電壓模式控制小10倍的過沖和小10倍的壓降。

最后應(yīng)說明：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。