[0049] 本实用新型采用原边反馈控制技术实现LLC谐振变换器的输出恒流控制，对于变换器工作在电流连续模式或断续模式条件下皆适用，所述LLC 谐振变换器的电流连续模式或断续模式对于本专业技术领域属于公知技术。本实用新型针对所述LLC谐振变换器电流波形对称和不对称两种情况皆适用。
[0050] 首先对本实用新型的原边恒流的原理进行分析。
[0051] 当LLC谐振变换器应用于电流波形对称的电流连续模式下时，原边电流波形如图3所示。在电流波形对称的连续模式下，由于每半个开关周期的波形相同，因此可以以半个开关周期进行分析
[0052] 根据输出电流Io与原边谐振电流之间的关系可做如下推导：
[0053]
[0054] 其中，ni为变压器T原边绕组Wp和副边绕组Ws匝数之比；Ts为开关管的开关周期，ir_rec(t)和im_rec(t)是原边谐振电流和励磁电流经半周期翻转之后的波形。
[0055] 结合图3和公式(1)可知，在半个开关周期内，输出电流Io与ir_rec和im_rec之差的平均值成正比。在实际电路中，ir_rec可以直接采样并经逻辑电路翻转得到，im_rec却无法直接获得。
[0056] 如图3所示，当LLC拓扑工作在稳定输出条件下，im_rec在半个开关周期内具有对称的起点电流值-Im和终点电流值Im，即-im_rec(0)＝im_rec(Tr/2)。因此在半个开关周期内，对应的阴影部分Sm1和Sm2具有相同的面积，即 Sm1＝Sm2。进一步地，根据积分原理可知：
[0057]
[0058] 结合公式(1)和(2)，可最终得到连续模式下，输出电流的表达式：
[0059]
[0060] 因此在电流波形对称的电流连续模式下，由于LLC谐振变换器中励磁电流im的对称特性，半个开关周期内的励磁电流im的正负面积可相互抵消，所以可通过采样LLC原边谐振电流ir，对所采样的信号进行翻转并提取平均值可得到反映输出电流Io变化的信号。
[0061] 当本实用新型应用于电流波形对称的电流断续模式条件下时，原边电流波形和辅助绕组波形Vaux如图4所示。半个开关周期内的谐振电流波形变化包含为两个部分：
[0062] (1)第一谐振区间[0，Tr/2]∪[Ts/2，Ts/2+Tr/2]：谐振电流ir和励磁电流im工作状态与连续模式条件下一致。
[0063] (2)第二谐振区间[Tr/2，Ts/2]∪[Tr/2+Ts/2，Ts]：输出二极管断开，谐振电感Lr与励磁电感Lm和谐振电容Cr发生谐振，励磁电流im的斜率相对第一谐振区间发生改变，谐振电流ir和励磁电流im相等。
[0064] 其中，Tr为谐振电感Lr和谐振电容Cr所对应的谐振周期。在电流波形对称情况下，由于每半个开关周期的波形相同，因此可以以半个开关周期进行分析。
[0065] 输出电流Io与原边电流之间的关系可用等式(4)表示。
[0066]
[0067] 根据辅助绕组电压Vaux的波形，可有效提取出第一谐振区间[0，Tr/2] 的原边电流波形。但im_rec的起始电流和Tr/2时刻的电流幅值不再相等，即 -im_rec(0)≠im_rec(Tr/2)。因此，在半个谐振周期内的im_rec平均值不再为零。
[0068] 进一步，如果假im_rec在Tr/2时刻之后电流变化率保持不变继续增加，在Tr/2+T1时刻达到最大值Im，即im_rec(Tr/2+T1)＝Im。由图4可知，im_rec在第一谐振区间内平均值不为零的原因在于缺少了[Tr/2，Tr/2+T1]区间的面积S1。S1在半个开关周期内的平均值如式(5)所示：
[0069]
[0070] im_rec在第二谐振区间[Tr/2，Ts/2]内的面积S2在半个开关周期平均值如式(6)所示：
[0071]
[0072] 其中，T2＝Ts/2-Tr/2。结合公式(5)和(6)可进一步推导出等式(7)：
[0073]
[0074] 在第一谐振区间[0，Tr/2]，输出全波整流二极管D1和D2导通，原边绕组Wp两端电压被钳位在niVo。在第二谐振区间[Tr/2，Ts/2]，输出全波整流二极管D1和D2导通关断，变压器励磁电感Lm、谐振电感Lr以及谐振电容 Cr谐振，变压器励磁电感Lm两端电压即为变压器原边绕组Wp两端电压，变压器原边绕组Wp两端电压低于niVo。由于此区间时间较短，对应的变压器原边绕组电压变化较小，因此可近似取该区间内的变压器原边绕组电压平均值作为此区间电压值。参考图4，忽略变压器绕组漏感影响，进一步根据变压器励磁电流im与变压器绕组电压的对应关系可得：
[0075]
[0076] 其中， 和 分别为变压器辅助绕组Wa的两端电压在第一谐振区间[0，Tr/2]和第二谐振区间[Tr/2，Ts/2]内的平均值。由公式(7)和(8)) 可得：
[0077]
[0078] 因此，在半个开关周期内需要补偿的平均电流值为：
[0079]
[0080] 进一步可以得到断续工作模式下输出电流Io与谐振电流ir的关系式如式(11)所示：
[0081]
[0082] 但是，当LLC谐振变换器的占空比出现不对称或者是变压器副边绕组漏感出现不对称时，会导致LLC谐振变换器的变压器励磁电流产生直流偏磁电流，从而使得原边谐振电流波形出现相邻两个半周期不对称的情况。
[0083] 图5示出了LLC谐振变换器在电流连续模式下不对称的原边电流波形。由于变压器励磁电流im存在一定的直流偏磁电流Imdc，导致原边谐振电流ir出现不对称情况。ir_rec是将谐振电流进行半周期翻转之后得到的波形，是变压器励磁电流im进行半周期反转之后得到的波形。可见，由于励磁电流直流磁偏电流的影响，在半周期内，im_rec与时间轴构成的正负面积不能相互抵消。但是由几何原理可以知道，S'm2与S'm1相等，Sm1与Sm2相等。因此可以得到im_rec在一个开关周期的平均值：
[0084]
[0085] 而在一个开关周期内，输出电流Io与原边谐振电流之间的关系可做如下推导：
[0086]
[0087] 结合公式(12)和(13)，可得：
[0088]
[0089] 因此在电流波形不对称的电流连续模式下，由于im_rec与时间轴构成的正负面积在一个开关周期内可相互抵消，所以可通过原边谐振电流ir得到反映输出电流Io变化的原边电流信号。由于电流对称情况是电流波形不对称的一个特例，上述分析也适用于电流波形对称情况。
[0090] 图6示出了LLC谐振变换器在电流断续模式下不对称的原边电流波形，相邻两个半周期励磁电流im具有不同的初值和终值，在半个谐振周期内的励磁电流平均值不再为零。在第一半开关周期内，励磁电流im半周期反转后的波形im_rec在0时刻以初值-Im2开始以一定斜率上升，Tr1/2时刻之后进入电流断续区间，电流斜率下降，在Ts/2时刻达到最大值Im1。同样在第二半开关周期内，由于电流波形翻转，im_rec从Ts/2时刻以初值-Im1开始以一定斜率上升，在Ts/2+Tr2/2时刻之后进入电流断续区间，电流斜率下降，在Ts时刻达到最大值Im2。
[0091] 定义im_rec在Tr1/2时刻之后电流斜率保持与之前不变则其达到Im1所需时间为T1，与时间轴形成的面积为S6，定义im_rec在Ts/2+Tr2/2时刻之后电流斜率保持与之前不变则其达到Im2所需时间为T3，与时间轴形成的面积为 S3；另定义第一半开关周期的断续时间为T2，第二半开关周期的断续时间为T4，im_rec波形与时间轴形成的各部分面积分别如图6所示。根据几何原理不难发现，如果im_rec波形与时间轴形成的面积增加面积S3和S6之后，可以得到：
[0092]
[0093] 其中，Tr1为第一半开关周期第一谐振区间时间，Tr2为第二半开关周期第二谐振区间时间。
[0094] 因此可以推导出LLC谐振变换器在电流断续模式下具有不对称原边电流波形的输出电流表达式：
[0095]
[0096] S6在半个开关周期内的平均值如式(17)所示：
[0097]
[0098] im_rec在第一半开关周期内的第二谐振区间[Tr1，Ts/2]内的面积S4的开关周期平均值如式(18)所示：
[0099]
[0100] 其中，T2＝Ts/2-Tr1。结合公式(17)和(18)可进一步推导出等式(19)：
[0101]
[0102] 类似于对称原边电流波形的分析，可以求出：
[0103]
[0104] 其中， 和 分别为变压器辅助绕组Wa的两端电压在工作区间[0， Tr1]和[Tr1，Ts/2]内的平均值。因此在第一半开关周期内需要补偿的平均电流值为：
[0105]
[0106] 类似地，可以求出在第二半开关周期内需要补偿的平均电流值为：
[0107]
[0108] 其中， 和 分别为变压器辅助绕组Wa的两端电压在工作区间 [Ts/2，Ts/2+Tr2]和[Ts/2+Tr2，Ts]内的平均值。
[0109] 根据公式(16)、(21)和(22)进一步可以得到输出电流Io的表达式如式(23)所示：
[0110]
[0111] 由于在第二谐振区间励磁电流与原边谐振电流一致， 和 分别代表了第二谐振区间各半周期的原边谐振电流的平均值。
[0112] 在上述计算公式中，近似认为反映第一谐振区间内的变压器绕组电压平均幅值的信号 在两个半周期相等。而在某些情况下如副边变压器漏感有较大偏差且出现半开关周期连续半开关周期断续的情况， 在两个半开关周期内的值会有所偏差。一般而言，该偏差较小可以忽略。但如果要进一步获得更准确的值，可用第一半开关周期第一谐振区间内的变压器绕组电压平均幅值的信号 和第二半开关周期第一谐振区间内的变压器绕组电压平均幅值的信号 代替去修正公式(23)，如公式(24)所示：
[0113]
[0114] 上述分析即为本实用新型提出的LLC谐振变换器在不对称电流波形的断续模式下原边恒流控制的补偿策略，具体而言：根据辅助绕组电压Vaux幅值信息，有效提取出第二谐振区间的翻转后的励磁电流im_rec波形与时间轴构成的面积的平均值，根据公式(23)对采样并翻转后的谐振电流ir_rec的平均值进行补偿，即可在变压器原边获得精确的输出电流信息，从而实现原边恒流控制。
[0115] 由于对称电流波形是不对称波形情况的一个特例，在电流对称情况下，公式(11)和公式(23)等效；而在电流连续情况下， 和 等于零，公式(23)可以简化成公式(3)或公式(14)，因此公式(23)是输出电流Io的一个统一表达式，适用于对称电流波形和电流不对称波形、电流连续和电流断续等各种情况。因此基于公式(23)，本实用新型提出了一种原边恒流控制装置用于实现LLC谐振变换器在电流连续模式和断续模式下输出电流的恒定控制。
[0116] 参考图7示出的本实用新型的原边恒流控制装置与一种半桥LLC谐振变换器构成的原边恒流装置实施例连接示意图，所述半桥LLC谐振变换器包括：输入电容Cin、原边开关管Q1和Q2、谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器T，全波整流输出二极管D1和D2以及输出电容Co，所述变压器T至少包括一个原边绕组Wp，第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2和辅助绕组Wa，两个副边绕组具有相同匝数。输入电容Cin的一端接原边开关桥臂开关管 Q1的漏极，输入电容Cin的一另端接原边开关桥臂开关管Q2的源极、原边绕组Wp的一端和地，原边开关桥臂开关管Q1的源极接原边开关桥臂开关管 Q2的漏极和谐振电感Lr的一端，原边开关桥臂开关管Q1和开关管Q2的栅极分别接驱动信号Vg1和Vg2，谐振电感Lr的另一端接谐振电容Cr的一端，谐振电容Cr的另一端接原边绕组Wp的另一端，辅助绕组Wa的一端输出反映原边绕组电压变化的信号Vaux，辅助绕组Wa的另一端接原边地，副边绕组Ws的一端接输出二极管D1的阳极，副边绕组Ws的另一端接输出二极管D2的阳极，副边绕组Ws的中心抽头接输出电容Co的一端和副边地，输出二极管 D1的阴极接输出二极管D2的阴极和输出电容Co的另一端。
[0117] 参照图7示出的本实用新型的原边恒流控制装置100框图，本实用新型的原边恒流控制装置100包括：等效输出电流模块101、调节环模块102，驱动控制模块103。
[0118] 等效输出电流模块101接收反映LLC谐振变换器的变压器T的两端绕组电压的信号以及LLC谐振变换器的原边谐振电流采样信号，输出反映等效平均输出电流的输出电流等效信号VIo_est；
[0119] 调节环模块102的输入端接所述等效输出电流模块101的输出端，用于根据接收的输出电流等效信号VIo_est与其内部设置的基准比较，并经补偿网络放大之后产生误差放大信号Vcomp；
[0120] 驱动控制模块103的输入端接所述调节环模块102的输出端，用于产生其输出频率受Vcomp控制的占空比接近50％、两两互补、存在一定死区时间的多路互补驱动信号。
[0121] 进一步，所述等效输出电流模块101包括比较模块1011，采样电流整形模块1012，绕组电压整流模块1013，第二谐振区间时间检测模块1014，第一谐振区间电流提取与平均模块1015，补偿电流提取与计算模块1016 和加法器1017。
[0122] 在本实施例中，比较模块1011的输入端接收LLC谐振变换器的变压器 T辅助绕组Wa传送的电压信号Vaux，输出反映Vaux正负极性区间的脉冲信号 Vp和Vn。
[0123] 采样电流整形模块1012的第一输入端接收变换器的原边电流采样信号Vir，其第二输入端和第三输入端分别接所述比较模块1011的第一输出端和第二输出端，采样电流翻转模块1012首先根据反映Vaux正负极性区间的脉冲信号Vp和Vn，将原边电流采样信号Vir在Vaux正极性区间的波形进行直接传输，而将其在Vaux负极性区间的波形极性翻转，从而获得原边电流采样信号Vir整形后的信号Vir_rec。
[0124] 绕组电压整流模块1013的输入端接收变换器变压器T辅助绕组Wa传送过来的电压信号Vaux，其第二输入端和第三输入端分别接所述比较模块 1011的第一输出端和第二输出端，用于对Vaux的波形进行整流，输出Vaux整流后的信号Vaux_rec。
[0125] 第二谐振区间时间检测模块1014的输入端接所述绕组电压整流模块 1014的输出端，其输出端输出脉冲信号Vg_DCM。第二谐振区间时间检测模块 1014用于检测第二谐振区间时间，脉冲信号Vg_DCM的高电平反映第二谐振区间时间；
[0126] 第一谐振区间电流提取与平均模块1015的第一输入端接收采样电流翻转模块1012的输出信号，第二输入端接收第二谐振区间时间检测模块 1014输出的脉冲信号Vg_DCM，输出第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg。在电流连续模式下，所述第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg可等效反映输出电流平均值，在电流断续模式下，所述第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg近似反映输出电流平均值，二者存在一定的误差；
[0127] 补偿电流提取与计算模块1016的第一输入端接所述采样电流整形模块1012的输出端，其第二端接第二谐振区间时间检测模块1014的输出端，其第三端接绕组电压整流模块1013的输出端，根据接收的原边电流采样信号Vir整形后的信号Vir_rec、反映第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM以及变压器T辅助绕组电压整流后的信号Vaux_rec获得补偿电流信号Vpri2_avg；所述补偿电流信号Vpri2_avg用于补偿在第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg与输出电流平均值之间的误差，在电流连续模式下，由于Vir_rec2等于零，补偿电流信号Vpri2_avg等于零。
[0128] 加法器1017的第一输入端接所述第一谐振区间电流提取与平均模块 1015的输出端，其第二输入端接所述补偿电流提取与计算模块1016的输出端，用于将第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg与补偿电流信号Vpri2_avg进行叠加，输出反映等效平均输出电流的输出电流等效信号VIo_est。
[0129] 图8本实用新型的原边恒流控制装置的一个更为具体的框图。参考图8，所述补偿电流提取与计算模块1016包括半周期区分信号模块301、分半周期补偿比例计算模块302、第一半周期补偿电流计算模块303、第一半周期补偿电流计算模块304和加法器305，其中：
[0130] 半周期区分信号模块301的输入端接第二谐振区间时间检测模块1014 的输出端，将接收的反映第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM分解成第一半开关周期脉冲信号Vg_DCM1和第二半开关周期脉冲信号Vg_DCM2，Vg_DCM1和Vg_DCM2分别反映两个半开关周期内的第二谐振区间时间；
[0131] 分半周期补偿比例计算模块302的第一输入端接所述半周期区分信号模块301的第一输出端，接收第一半开关周期脉冲信号Vg_DCM1，其第二输入端接所述半周期区分信号模块301的第二输出端，接收第二半开关周期脉冲信号Vg_DCM2，其第三输入端接绕组电压整流模块1013的输出端，接收变压器辅助绕组电压信号整流后的信号Vaux_rec，所述分半周期补偿比例计算模块302根据接收的第一半开关周期脉冲信号Vg_DCM1、第二半开关周期脉冲信号Vg_DCM2和变压器辅助绕组电压信号整流后的信号Vaux_rec产生第一半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com1和第二半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com2，其中Vg_com1的占空比等于变压器辅助绕组电压信号整流后的信号Vaux_rec在第一半开关周期的第二谐振区间内的平均电压与Vaux_rec在第一谐振区间内的平均电压 之比，Vg_com2的占空比等于变压器辅助绕组电压信号整流后的信号Vaux_rec在第二半开关周期的第二谐振区间内的平均电压 与之比。
[0132] 所述第一半周期补偿电流计算模块303的第一输入端接采样电流整形模块1012的输出端，其第二输入端接半周期区分信号模块301的第一输出端，其第三输入端接分半周期补偿比例计算模块302的第一输出端，根据接收的原边电流采样信号Vir整形后的信号Vir_rec、第一半开关周期脉冲信号Vg_DCM1和第一半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com1获得第一半开关周期补偿电流信号Vpri21_avg。
[0133] 所述第二半周期补偿电流计算模块304的第一输入端接采样电流整形模块1012的输出端，其第二输入端接半周期区分信号模块301的第二输出端，其第三输入端接分半周期补偿比例计算模块302的第二输出端，根据接收的原边电流采样信号Vir整形后的信号Vir_rec、第二半开关周期脉冲信号Vg_DCM2和第二半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com2获得第二半开关周期补偿电流信号Vpri22_avg。
[0134] 所述加法器305的第一输入端接所述第一半周期补偿电流计算模块 303的输出端，接收第一半开关周期补偿电流信号Vpri21_avg，所述加法器305 的第二输入端接所述第二半周期补偿电流计算模块304的输出端，接收第二半开关周期补偿电流信号Vpri22_avg，将二者信号相加之后输出补偿电流信号Vpri2_avg；
[0135] 图9为基于图8所示本实用新型的原边恒流控制装置框图的一个具体实施例，图10和图11为其中关键波形。
[0136] 参考图9所示具体实施例，其中：
[0137] 比较模块1011由比较器Uc1和反相器Un1组成；其中比较器Uc1的正相输入端接收LLC谐振变换器变压器T辅助绕组Wa传送过来的电压信号Vaux，比较器Uc1的反相输入端接原边地，比较器Uc1的输出端输出脉冲信号Vp，反相器Un1的输入端接比较器Uc1的输出端，反相器Un1的输出端输出脉冲信号Vn。
[0138] 采样电流整形模块1012包括四开关Si1～Si4构成的电平翻转电路、运算放大器Uop1和电阻R1～R4构成的差分放大电路以及采样保持电容C1。其中开关Si1的一端和开关Si3的一端接收LLC谐振变换器传送过来的原边电流采样信号Vir，开关Si1的另一端接开关Si2的一端、电容C1的一端和电阻R2的一端，开关Si1的控制端接收比较模块1011的输出的脉冲信号Vp；开关 Si2的另一端接Si4的一端和原边地，开关Si2的控制端接收比较模块1011 输出的脉冲信号Vn；开关Si3的另一端接开关Si4的另一端、电容C1的另一端和电阻R3的一端，开关Si3的控制端接收比较模块1011的输出的脉冲信号Vn；开关Si4的控制端接比较模块1011的输出的脉冲信号Vp；电阻R2的另一端接电阻R1的一端和运算放大器Uop1的正相输入端；电阻R1的另一端接原边地；电阻R3的另一端接电阻R4的一端和运算放大器Uop1的反相输入端；运算放大器Uop1的输出端接电阻R4的另一端，输出原边电流采样信号Vir整形后的信号Vir_rec。参考图11波形，四开关Si1～Si4组成的电平翻转电路在开关周期内可实现对原边电流采样信号Vir在Vaux正极性区间的波形进行直接传输和在Vaux负极性区间的波形极性翻转；
[0139] 绕组电压整流模块1013包括四开关Sv1～Sv4组成电平翻转电路、电容 C7以及运算放大器Uop4和电阻R7～R10组成差分放大电路的。开关Sv1的一端接开关Sv3的一端，并且接收LLC谐振变换器变压器T辅助绕组Wa传送过来的电压信号Vaux，开关Sv1的另一端接开关Sv2的一端、电容C7的一端和电阻R9的一端，开关Sv1的控制端接收比较模块1011的第一输出端的输出信号Vp；开关Sv2的另一端接开关Sv4的一端，开关Sv2的控制端接收比较模块 1011的第二输出端的输出信号Vn；开关Sv3的另一端接电容C7的另一端、开关Sv4的另一端和电阻R10的一端，开关Sv3的控制端接收比较模块1011 的第二输出端输出信号Vn；开关Sv4的控制端接收比较模块101的第一输出端的输出信号Vp；电阻R9的另一端接电阻R8的一端和运算放大器Uop3的正相输入端；电阻R8的另一端接原边地；运算放大器Uop3的反相输入端接电阻R10的另一端和电阻R7的一端，运算放大器Uop3的输出端接电阻R7的另一端并输出辅助绕组整流后的电压信号Vaux_rec。四开关Sv1～Sv4组成的电平翻转电路在开关周期内可实现对辅助绕组电压信号Vaux正向部分的直接传输和反向部分的翻转，得到整流后的电压信号Vaux_rec。
[0140] 第二谐振区间时间检测模块1014由比较器Uc1和参考电压源Vaux_ref组成。比较器Uc1的反相输入端接绕组电压整流模块1013的输出端，比较器 Uc1的正相输入端接参考电压源Vaux_ref的正极，参考电压源Vaux_ref的负极接原边地，比较器Uc1的输出端输出反映第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM；
[0141] 第一谐振区间电流提取与平均模块1015包括开关S1、反相器Un2、电阻R5和R6、运放Uop2、电容C4。其中，开关S1的一端接采样电流整形模块 1012的输出端，开关S1的另一端接电阻R5的一端和运放Uop2的正输入端，开关S2的控制端接反相器Un2的输出端，反相器Un2的输入端接第二谐振区间时间检测模块1014的输出端，电阻R5的另一端接地，运放Uop2的负输入端和输出端相连并接到电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电容C4的一端并作为第一谐振区间电流提取与平均模块1015的输出端，电容C4的另一端接地；其中，开关S1和电阻R5构成信号提取网络，根据脉冲信号Vg_DCM从开关S1一端获得的信号Vir_rec提取出其第一谐振区间的部分Vir_rec1；运放Uop2构成电压跟随器，电阻R6和电容C4构成低通滤波器，获得信号Vir_rec1的平均值信号Vpri1_avg；
[0142] 所述半周期区分信号模块301包括与门Uand1、与门Uand2和D触发器Ud1， D触发器Ud1的CLK端、与门Uand1的第一输入端和与门Uand2的第一输入端接第二谐振区间时间检测模块1014的输出端，接收反映第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM，D触发器Ud1的D端连接其端，与门Uand1的第二输入端接D触发器Ud1的Q端，与门Uand2的第二输入端接D触发器Ud1的端，D触发器Ud1根据脉冲信号Vg_DCM获得频率与Vg_DCM频率1/2的两路互补方波信号， D触发器Ud1输出反映第一半开关周期的第二谐振区间时间的脉冲信号 Vg_DCM1，D触发器Ud2输出反映第二半开关周期的第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM2；
[0143] 所述分半周期补偿比例计算模块302包括开关St1、电阻Rt1、电容Ct1、比较器Uct、反相器Unt、开关St2、电容Ct2、恒流源IDC、开关Sp1、电阻Rp1、电容Cp1、比较器Ucp1、开关Sp2、电阻Rp2、电容Cp2、比较器Ucp2。其中，开关St1的一端接绕组电压整流模块1013的输出端，接收其输出的信号Vaux_rec，开关St1的另一端接电阻Rt1的一端，反相器Unt的输入端接第二谐振区间时间检测模块1014的输出端，接收其输出的脉冲信号Vg_DCM，反相器Unt的输出端接开关St1的控制端，电阻Rt1的另一端接的电容Ct1一端和比较器Uch2的负输入端，电容Ct1的另一端接地，恒流源IDC的一端接电容Ct2的一端、开关St2的一端和比较器Uct的正输入端，恒流源IDC的另一端、开关St2的另一端和电容Ct2的另一端接地，比较器Uct的输出端接开关St2的控制端；反相器Unt、开关St1、电阻Rt1、电容Ct1构成开关平均网络，获得Vaux_rec在第一谐振区间内的平均值电容Cc1、恒流源Idc、开关Sc2和比较器Uch2构成锯齿波发生器，产生峰值等于 的锯齿波信号Vsaw；开关Sp1的一端接绕组电压整流模块1013的输出端，接收其输出的信号Vaux_rec，开关Sp1的另一端接电阻Rp1的一端，电阻Rp1的另一端接电容Cp1的一端和比较器Ucp1的正输入端，开关Sp1的控制端接半周期区分信号模块301的第一输出端，接收其输出反映第一半开关周期的第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM1，电容 Cp1的另一端接地，比较器Ucp1的负输入端接比较器Uct的正输入端；开关Sp1、电阻Rp1和电容Cp1构成开关平均网络，获得Vaux_rec在第一半开关周期的第二谐振区间内的平均值 所述平均值 与锯齿波信号Vsaw进行比较，在比较器Ucp1的输出端输出第一半开关周期补偿脉冲信号Vg_com1；由于锯齿波的峰值为因此比较器Ucp1的输出的补偿脉冲信号Vg_com1的占空比等于 与 之比。开关Sp2的一端接绕组电压整流模块1013的输出端，接收其输出的信号Vaux_rec，开关Sp2的另一端接电阻Rp2的一端，电阻Rp2的另一端接电容Cp2的一端和比较器Ucp2的正输入端，开关Sp2的控制端接半周期区分信号模块301的第一输出端，接收其输出反映第一半开关周期的第二谐振区间时间的脉冲信号Vg_DCM1，电容Cp2的另一端接地，比较器Ucp2的负输入端接比较器Uct的正输入端；开关Sp2、电阻Rp2和电容Cp2构成开关平均网络，获得Vaux_rec在第二半开关周期的第二谐振区间内的平均值 所述平均值 与锯齿波信号Vsaw进行比较，在比较器Ucp2的输出端输出第二半开关周期补偿脉冲信号Vg_com2；由于锯齿波的峰值为 因此比较器Ucp1的输出的补偿脉冲信号Vg_com2的占空比等于 与 之比。
[0144] 所述第一半周期补偿电流计算模块303包括开关Sx1、电阻Rx1、运放 Uopx1，电阻Rx3、电容Cx1、开关Sx3、开关Sx5、反相器Un3、运放Uopx3、电阻 Rx5、电容Cx3；所述开关Sx1的一端接采样电流整形模块1012的输出端，接收采样电流整形模块1012输出的原边电流采样信号Vir整形后的信号 Vir_rec，所述开关Sx1的另一端接电阻Rx1的一端和运放Uopx1的正输入端，电阻Rx1的另一端接地，所述开关Sx1的控制端接半周期区分信号模块301的第一输出端，接收其输出的第一半开关周期脉冲信号Vg_DCM1，开关Sx1和电阻Rx1构成信号提取网络，根据脉冲信号Vg_DCM1从获得的信号Vir_rec中提取出其第一半开关周期的第二谐振区间的部分Vir_rec21；运放Uopx1的负输入端连接其输出端，运放Uopx1构成同相信号跟随器；运放Uopx1的输出端连接电阻 Rx3的一端，电阻Rx3的另一端连接电容Cx1的一端和开关Sx3的一端，电容 Cx1的另一端接地，电阻Rx3和电容Cx1构成低通滤波器，获得Vir_rec21的平均值 开关Sx3的另一端接开关Sx5的一端和运放Uopx3的正输入端，开关Sx5的另一端接地，开关Sx5的控制端接反相器Un3的输出端，开关Sx3的输入端接反相器Un3的输入端和分半周期补偿比例计算模块302的第一输出端，接收其输出的第一半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com1，开关Sx3和开关Sx5构成信号选通网络；运放Uopx3的负输入端连接其输出端，构成同相电压跟随器；运放Uopx3的输出端连接电阻Rx5的一端，电阻Rx5的另一端连接电容Cx3的一端，电容Cx3的另一端接地，电阻Rx5和电容Cx3构成低通滤波器，使得第一半周期补偿电流计算模块303输出的第一半周期补偿电流信号Vpri21_avg等于
[0145] 所述第二半周期补偿电流计算模块304包括开关Sx2、电阻Rx2、运放 Uopx2，电阻Rx4、电容Cx2、开关Sx4、开关Sx6、反相器Un4、运放Uopx4、电阻 Rx6、电容Cx4；所述开关Sx2的一端接采样电流整形模块1012的输出端，接收采样电流整形模块1012输出的原边电流采样信号Vir整形后的信号 Vir_rec，所述开关Sx2的另一端接电阻Rx2的一端和运放Uopx2的正输入端，电阻Rx2的另一端接地，所述开关Sx2的控制端接半周期区分信号模块301的第二输出端，接收其输出的第二半开关周期脉冲信号Vg_DCM2，开关Sx2和电阻Rx2构成信号提取网络，根据脉冲信号Vg_DCM2从获得的信号Vir_rec中提取出其第二半开关周期的第二谐振区间的部分Vir_rec22；运放Uopx2的负输入端连接其输出端，运放Uopx2构成同相信号跟随器；运放Uopx2的输出端连接电阻 Rx4的一端，电阻Rx4的另一端连接电容Cx2的一端和开关Sx4的一端，电容 Cx2的另一端接地，电阻Rx4和电容Cx2构成低通滤波器，获得Vir_rec22的平均值 开关Sx4的另一端接开关Sx6的一端和运放Uopx4的正输入端，开关Sx6的另一端接地，开关Sx6的控制端接反相器Un4的输出端，开关Sx4的输入端接反相器Un4的输入端和分半周期补偿比例计算模块302的第二输出端，接收其输出的第二半开关周期补偿比例脉冲信号Vg_com2，开关Sx4和开关Sx6构成信号选通网络；运放Uopx4的负输入端连接其输出端，构成同相电压跟随器；运放Uopx4的输出端连接电阻Rx6的一端，电阻Rx6的另一端连接电容Cx4的一端，电容Cx4的另一端接地，电阻Rx6和电容Cx4构成低通滤波器，使得第二半周期补偿电流计算模块304输出的第二半周期补偿电流信号Vpri22_avg等于
[0146] 所述加法器305的第一输入端接所述第一半周期补偿电流计算模块 303的输出端，接收第一半周期补偿电流信号Vpri21_avg，所述加法器305的第二输入端接所述第二半周期补偿电流计算模块304的输出端，接收第二半周期补偿电流信号Vpri22_avg，将二者信号相加之后输出补偿电流信号 Vpri2_avg；
[0147] 加法器1017的第一输入端接所述第一谐振区间电流提取与平均模块 1015的输出端，接收其输出的平均值信号Vpri1_avg，加法器1017的第二输入端接所述加法器305的输出端，接收其输出的补偿电流信号Vpri2_avg，二者信号相加之后输出补偿之后反映输出平均电流的输出电流等效信号 VIo_est，从而实现公式(23)的功能；
[0148] 调节环模块102包括反馈电阻Rf、电容Cf、运算放大器Uf和参考电压源VIo_ref。反馈电阻Rf的一端接加法器1017的输出端，反馈电阻Rf的另一端接电容Cf的一端和运算放大器Uf的反相输入端；运算放大器Uf的正相输入端接参考电压源VIo_ref的正极，参考电压源VIo_ref的另一端接原边地；运算放大器Uf的输出端接电容Cf的另一端并输出环路调节信号Vcomp；
[0149] 驱动控制模块103的输入端接所述调节环模块102的输出端，其第一输出端输出驱动信号Vg1，其第二输出端输出驱动信号Vg2。
[0150] 本实用新型可以应用到半桥LLC谐振变换器，也可以应该用到全桥LLC 谐振变换器。图12示出本实用新型原边恒流控制装置与全桥LLC谐振变换器构成的原边恒流装置第二实施例的电路原理框图。其中，各模块的具体工作原理和实现过程可具体参考第一实施例。对应的LLC驱动控制模块 103输出驱动信号Vg1、Vg2、Vg3和Vg4用于驱动全桥LLC谐振变换器原边四个开关管。
[0151] 图7和图12所示的实施例中LLC谐振变换器的输出整流采用的是全波整流结构，也可以采用其它的输出整流结构如全桥整流结构、倍压整流结构和倍流整流电路等，本实用新型的原边恒流控制装置也同样适用。
[0152] 本实用新型的原边恒流控制装置和思想同样适用其它变结构的LLC型谐振变换器如三电平LLC谐振变换器等，以及其它类型的谐振变换器。
[0153] 本实用新型所述实施例中LLC谐振变换器的原边谐振电流采样模块，可以采用采样电阻采集，也可以采用霍尔电流传感器进行采集。
[0154] 本实用新型所述实施例中的Vaux电压信号通过变压器辅助绕组得到，也可以通过变压器原边绕组经过分压网络或者差分网络获得。
[0155] 本实用新型所述实施例中的调节环模块102中的误差放大器Uf也可以采用电流型误差放大器，对应的补偿网络一端接误差放大器的输出，另一端接原边地。
[0156] 本实用新型的实施例中等效输出电流模块101的实施方式并不限于实施例中给出的方式，还可以进行调整获得同样效果，例如另一种可选的实施方式如下：等效输出电流模块101接收反映变换器的变压器绕组两端电压信息的信号以及采样的原边谐振电流信号；所述原边谐振电流信号在一个开关周期或半个开关周期内根据时间区间分解成第一谐振区间电流信号和第二谐振区间电流信号；其后根据变压器绕组电压极性对第一谐振区间电流信号进行整形，将第一谐振区间电流信号在变压器绕组电压正极性区间进行直接传输，而将第一谐振区间电流信号在变压器绕组电压负极性区间进行极性翻转，上述直接传输和极性翻转之后的波形重新组合并进行平均处理或平均处理之后再相加获得第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg；根据变压器绕组电压极性对第二谐振区间电流信号进行整形，将第二谐振区间电流信号在变压器绕组电压正极性区间进行直接传输，将第二谐振区间电流信号在变压器绕组电压负极性区间进行极性翻转，之后，进一步根据变压器绕组电压在第一谐振区间的幅值信息、变压器绕组电压在第二谐振区间的幅值信息以及第二谐振区间时间信息，获得补偿电流信号Vpri2_avg；将所述第一谐振区间平均电流信号Vpri1_avg与所述补偿电流信号Vpri2_avg相加之后产生反映输出电流平均值的输出电流等效信号VIo_est；上述功能同样可以通过具体电路实现，这样不在赘述。
[0157] 本实用新型所述实施例中的驱动控制模块103属于LLC谐振变换器控制的常用和公知技术，可以采用现有技术的脉冲频率调制(PFM)和驱动控制实现。
[0158] 本实用新型还提供一种补偿电流信号提取方法，包含以下步骤：
[0159] 1)采样变换器的原边谐振电流信号Vir；
[0160] 2)根据变换器的变压器绕组电压极性对采样的原边谐振电流信号进行整形：将原边电流采样信号Vir在变压器绕组电压正极性区间的波形进行直接传输，而将其在变压器绕组电压负极性区间的波形极性翻转，原边电流采样信号经直接传输和极性翻转的波形重新组合后获得整形之后的信号Vir_rec；
[0161] 3)根据整形之后的信号Vir_rec获得其处于第一半开关周期第二谐振区间内的信号Vir_rec21和处于第二半开关周期第二谐振区间内的信号Vir_rec22；
[0162] 4)得到信号Vir_rec21的平均值 和信号Vir_rec22的平均值
[0163] 5)提取反映第一谐振区间内变换器的变压器绕组电压的平均幅值信号 反映第一半开关周期第二谐振区间变换器的变压器绕组电压的平均幅值的信号 和反映第二半开关周期第二谐振区间变压器绕组电压的平均幅值的信号
[0164] 6)根据公式 获得第一半开关周期补偿电流信号 Vpri21_avg；
[0165] 7)根据公式 获得第二半开关周期补偿电流信号 Vpri22_avg；
[0166] 8)将第一半开关周期补偿电流信号Vpri21_avg和第二半开关周期电流补偿信号Vpri22_avg进行相加得到补偿电流信号Vpri2_avg；
[0167] 本实用新型还提供一种补偿电流信号提取方法，包含以下步骤：
[0168] 1)采样变换器的原边谐振电流信号Vir；
[0169] 2)提取第二谐振区间内的原边谐振电流信号Vir_rec2；根据变换器的变压器绕组电压极性对信号Vir_rec2进行整流获得信号Vir_rec3；
[0170] 3)根据信号Vir_rec3获得其处于第一半开关周期第二谐振区间内的信号 Vir_rec21和其处于第二半开关周期第二谐振区间内的信号Vir_rec22；
[0171] 4)得到信号Vir_rec21的平均值 和信号Vir_rec22的平均值
[0172] 5)提取反映第一谐振区间内变换器的变压器绕组电压的平均幅值信号 反映第一半开关周期第二谐振区间变换器的变压器绕组电压的平均幅值的信号 和反映第二半开关周期第二谐振区间变压器绕组电压的平均幅值的信号
[0173] 6)根据公式 获得第一半开关周期补偿电流信号 Vpri21_avg；
[0174] 7)根据公式 获得第二半开关周期补偿电流信号 Vpri22_avg；
[0175] 8)将第一半开关周期补偿电流信号Vpri21_avg和第二半开关周期电流补偿信号Vpri22_avg进行相加得到补偿电流信号Vpri2_avg；
[0176] 所述两种提取方法的步骤并非固定，其中一些步骤顺序可以调整或互换。
[0177] 本实用新型包括的具体模块本领域技术人员可以在不违背其精神的前提下可以有多种实施方式，或通过各种不同的组合方式形成不同的具体实施例，这里不再详细描述。
[0178] 无论上文说明如何详细，还有可以有许多方式实施本实用新型，说明书中所述的只是本实用新型的若干具体实施例子。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
[0179] 本实用新型实施例的上述详细说明并不在穷举的或者用于将本实用新型限制在上述明确的形式上。在上述以示意性目的说明本实用新型的特定实施例和实施例的同时，本领域技术人员将认识到可以在本实用新型的范围内进行各种等同修改。
[0180] 在上述说明描述了本实用新型的特定实施例并且描述了预期最佳模式的同时，无论在上文中出现了如何详细的说明，也可以许多方式实施本实用新型。上述电路结构及其控制方式的细节在其实行细节中可以进行相当多的变化，然而其仍然包含在这里所公开的本实用新型中。
[0181] 如上述一样应当注意，在说明本实用新型的某些特征或者方案时所使用的特殊术语不应当用于表示在这里重新定义该术语以限制与该术语相关的本实用新型的某些特定特点、特征或者方案。总之，不应当将在随附的权利要求书中使用的术语解释为将本实用新型限定在说明书中公开的特定实施例，除非上述详细说明部分明确地限定了这些术语。因此，本实用新型的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本实用新型的所有等效方案。
