本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源控制領(lǐng)域，具體涉及一種開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前隨著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展，大功率、高效率、高功率密度已經(jīng)成為開(kāi)關(guān)電源的一種發(fā)展趨勢(shì)。而提高開(kāi)關(guān)頻率是一種行之有效的解決方案，但開(kāi)關(guān)頻率升高帶來(lái)了開(kāi)關(guān)管損耗過(guò)大的問(wèn)題，這是傳統(tǒng)buck變換器無(wú)法解決的，而此諧振變換器則可以較好的解決這個(gè)問(wèn)題，因此諧振變換電路的應(yīng)用得到廣泛的研究與關(guān)注。llc串聯(lián)諧振變換電路作為一種特殊的電路拓?fù)?，既能夠滿足高頻化的要求，又能達(dá)到較高的變換效率，已經(jīng)被業(yè)界廣泛采用。
llc串聯(lián)諧振變換電路通過(guò)改變諧振電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，但單純的變頻控制會(huì)導(dǎo)致工作頻率范圍過(guò)寬甚至失效，帶來(lái)磁性元件難以設(shè)計(jì)、電路損耗過(guò)大、以及反饋控制難以設(shè)計(jì)的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種降低llc小負(fù)載開(kāi)關(guān)頻率的控制裝置及方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置，包括：
環(huán)路電壓檢測(cè)模塊：用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路電壓；
llc頻率控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測(cè)模塊所檢測(cè)的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；
llc模式控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測(cè)模塊所檢測(cè)的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路的工作模式。
進(jìn)一步地，所述llc串聯(lián)諧振變換電路的工作模式包括：pwm工作模式、pfw工作模式、pfm+pwm工作模塊。
進(jìn)一步地，當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最高開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式；
當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為第一閾值開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊；
當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最低開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模塊；
第一閾值開(kāi)關(guān)頻率的頻率值在最高開(kāi)關(guān)頻率與最低開(kāi)關(guān)頻率之間；
第一閾值電壓、第二閾值電壓、第三閾值電壓和第四閾值電壓的電壓值依次遞增。
一種開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制方法，包括以下操作：
檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓的環(huán)路電壓；
當(dāng)環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最高開(kāi)關(guān)頻率,控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式；
當(dāng)環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為第一閾值開(kāi)關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊；
當(dāng)環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最低開(kāi)關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模塊。
進(jìn)一步地，所述的第一閾值開(kāi)關(guān)頻率的頻率值在最高開(kāi)關(guān)頻率與最低開(kāi)關(guān)頻率之間；
第一閾值電壓、第二閾值電壓、第三閾值電壓和第四閾值電壓的電壓值依次遞增。
本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置及方法，通過(guò)改變諧振電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓，根據(jù)反映負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載電路反饋信號(hào)調(diào)整所述開(kāi)關(guān)管的占空比，使得諧振電路的電壓范圍擴(kuò)展。當(dāng)負(fù)載為重載時(shí)，llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模式；當(dāng)負(fù)載為輕載時(shí)，llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模式；當(dāng)負(fù)載為空載時(shí)，llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm工作模式。采用該控制方法避免了空載和輕載條件下，開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高的問(wèn)題，有利于輕載時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定。該控制方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，電路在不同的控制方式之間切換時(shí)是平滑的，保證了電路工作的可靠性。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例llc拓?fù)鋚wm/pfw工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋，而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施方式。
本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置，包括：
環(huán)路電壓檢測(cè)模塊：用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路電壓；
llc頻率控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測(cè)模塊所檢測(cè)的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；
llc模式控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測(cè)模塊所檢測(cè)的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路的工作模式。
llc串聯(lián)諧振變換電路的工作模式包括：pwm工作模式、pfw工作模式、pfm+pwm工作模塊。
當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最高開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式。
當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為第一閾值開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊。
當(dāng)環(huán)路電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時(shí)，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最低開(kāi)關(guān)頻率，llc模式控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模塊。
其中，第一閾值開(kāi)關(guān)頻率的頻率值在最高開(kāi)關(guān)頻率與最低開(kāi)關(guān)頻率之間，第一閾值電壓、第二閾值電壓、第三閾值電壓和第四閾值電壓的電壓值依次遞增。
本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制方法，包括以下操作：
檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓的環(huán)路電壓；
當(dāng)環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最高開(kāi)關(guān)頻率,控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式；
當(dāng)環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為第一閾值開(kāi)關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊；
當(dāng)環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時(shí)，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率為最低開(kāi)關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模塊。
其中，第一閾值開(kāi)關(guān)頻率的頻率值在最高開(kāi)關(guān)頻率與最低開(kāi)關(guān)頻率之間；第一閾值電壓、第二閾值電壓、第三閾值電壓和第四閾值電壓的電壓值依次遞增。
如圖1所示，本裝置和方法的工作原理如下：
a)當(dāng)環(huán)路電壓vloop從0v-av變化時(shí)，占空比d為0，無(wú)輸出；
b)當(dāng)環(huán)路電壓vloop從av-bv變化時(shí)，控制頻率f不變，為f=fmax，占空比d從0%變化到d0；負(fù)載輸出從0v變化到v1；此階段工作模式為pwm；
c)當(dāng)環(huán)路電壓vloop從bv-cv變化時(shí)，控制頻率f與占空比d同時(shí)變化：占空比d從d0變化到50%滿脈寬，導(dǎo)致輸出電壓繼續(xù)上升；同時(shí)，控制頻率f也從fmax減小到f0，該變化也導(dǎo)致輸出電壓的上升；當(dāng)環(huán)路電壓vloop上升到cv時(shí)，占空比d達(dá)到最大值50%滿脈寬，輸出電壓上升為v2；此階段工作模式為pwm+pfm
d)當(dāng)環(huán)路電壓vloop從cv-dv變化時(shí)，占空比d不變，控制頻率f從f0下降到fmin，輸出電壓繼續(xù)上升，直至f=fmin時(shí)，輸出電壓為v3；此階段工作模式為pfm。
其中頻率f是指llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率，占空比是指llc串聯(lián)諧振變換電路開(kāi)關(guān)管的占空比。
采用該控制方法避免了空載和輕載條件下，開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高的問(wèn)題，有利于輕載時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定。該控制方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，電路在不同的控制方式之間切換時(shí)是平滑的，保證了電路工作的可靠性。
以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的沒(méi)有創(chuàng)造性的變化，以及在不脫離本發(fā)明原理前提下所作的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。