本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制領(lǐng)域，具體涉及一種開關(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)成為開關(guān)電源的一種發(fā)展趨勢。而提高開關(guān)頻率是一種行之有效的解決方案，但開關(guān)頻率升高帶來了開關(guān)管損耗過大的問題，這是傳統(tǒng)buck變換器無法解決的，而此諧振變換器則可以較好的解決這個問題，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撲，既能夠滿足高頻化的要求，又能達到較高的變換效率，已經(jīng)被業(yè)界廣泛采用。
llc串聯(lián)諧振變換電路通過改變諧振電路開關(guān)管的開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出電壓，但單純的變頻控制會導致工作頻率范圍過寬甚至失效，帶來磁性元件難以設(shè)計、電路損耗過大、以及反饋控制難以設(shè)計的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種降低llc小負載開關(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)路電壓檢測模塊：用于檢測開關(guān)電源的環(huán)路電壓；
llc頻率控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測模塊所檢測的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率；
llc模式控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測模塊所檢測的環(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。
進一步地，當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最高開關(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；
當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為第一閾值開關(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；
當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最低開關(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；
第一閾值開關(guān)頻率的頻率值在最高開關(guān)頻率與最低開關(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：
檢測開關(guān)電壓的環(huán)路電壓；
當環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最高開關(guān)頻率,控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式；
當環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為第一閾值開關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊；
當環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最低開關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模塊。
進一步地，所述的第一閾值開關(guān)頻率的頻率值在最高開關(guān)頻率與最低開關(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)明提供的開關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置及方法，通過改變諧振電路開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓，根據(jù)反映負載狀態(tài)的負載電路反饋信號調(diào)整所述開關(guān)管的占空比，使得諧振電路的電壓范圍擴展。當負載為重載時，llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm工作模式；當負載為輕載時，llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模式；當負載為空載時，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，開關(guān)頻率過高的問題，有利于輕載時輸出電壓的穩(wěn)定。該控制方式實現(xiàn)簡單，電路在不同的控制方式之間切換時是平滑的，保證了電路工作的可靠性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明具體實施例llc拓撲pwm/pfw工作原理示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述，以下實施例是對本發(fā)明的解釋，而本發(fā)明并不局限于以下實施方式。
本發(fā)明提供的開關(guān)電源llc串聯(lián)諧振變換電路控制裝置，包括：
環(huán)路電壓檢測模塊：用于檢測開關(guān)電源的環(huán)路電壓；
llc頻率控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測模塊所檢測的環(huán)路電壓值控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率；
llc模式控制模塊：用于根據(jù)環(huán)路電源檢測模塊所檢測的環(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。
當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最高開關(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。
當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為第一閾值開關(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。
當環(huán)路電壓檢測模塊檢測到環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時，llc頻率控制模塊控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最低開關(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，第一閾值開關(guān)頻率的頻率值在最高開關(guān)頻率與最低開關(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：
檢測開關(guān)電壓的環(huán)路電壓；
當環(huán)路電壓在第一閾值電壓和第二閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最高開關(guān)頻率,控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pwm模式；
當環(huán)路電壓在第二閾值電壓和第三閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為第一閾值開關(guān)頻率，控制llc串聯(lián)諧振變換電路工作在pfm+pwm工作模塊；
當環(huán)路電壓在第三閾值電壓和第四閾值電壓之間時，控制llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率為最低開關(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，第一閾值開關(guān)頻率的頻率值在最高開關(guān)頻率與最低開關(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)當環(huán)路電壓vloop從0v-av變化時，占空比d為0，無輸出；
b)當環(huán)路電壓vloop從av-bv變化時，控制頻率f不變，為f=fmax，占空比d從0%變化到d0；負載輸出從0v變化到v1；此階段工作模式為pwm；
c)當環(huán)路電壓vloop從bv-cv變化時，控制頻率f與占空比d同時變化：占空比d從d0變化到50%滿脈寬，導致輸出電壓繼續(xù)上升；同時，控制頻率f也從fmax減小到f0，該變化也導致輸出電壓的上升；當環(huán)路電壓vloop上升到cv時，占空比d達到最大值50%滿脈寬，輸出電壓上升為v2；此階段工作模式為pwm+pfm
d)當環(huán)路電壓vloop從cv-dv變化時，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，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)諧振變換電路開關(guān)管的開關(guān)頻率，占空比是指llc串聯(lián)諧振變換電路開關(guān)管的占空比。
采用該控制方法避免了空載和輕載條件下，開關(guān)頻率過高的問題，有利于輕載時輸出電壓的穩(wěn)定。該控制方式實現(xiàn)簡單，電路在不同的控制方式之間切換時是平滑的，保證了電路工作的可靠性。
以上公開的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，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和潤飾，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。