[0025] 图2示出本发明的无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路第一实施例。为了便于理解,图2中还示出了LLC谐振变换器主电路,其中,谐振电感Lr的同名端接变压器T的原边绕组的异名端,谐振电感Lr的异名端接原边地GND‑P。
[0026] 参见图2,所述无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路包括双绕组叠加模块101和积分模块102。其中,
[0027] 双绕组叠加模块101包括谐振电感Lr和变压器T的辅助绕组Wa。谐振电感Lr的同名端接变压器T的辅助绕组Wa的同名端;变压器T的辅助绕组Wa的异名端输出谐振电感Lr和变压器T的辅助绕组Wa叠加得到的合成电压信号vR。
[0028] 积分调节模块102的输入端接收双绕组叠加模块101的输出信号vR,通过积分运算,精确得到反映原边谐振电流ir中消除励磁电流分量后的电流信息的电压信号vis。
[0029] 图3示出本发明的无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路第二实施例。为了便于理解,图3中还示出了LLC谐振变换器主电路,其中,谐振电感Lr的同名端接变压器T的原边绕组的异名端,谐振电感Lr的异名端接原边地GND‑P。
[0030] 参见图3,所述无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路包括双绕组叠加模块101和积分模块102。其中,
[0031] 双绕组叠加模块101包括谐振电感Lr,变压器T的辅助绕组Wa,电阻Ra和电阻Rb串接构成的分压网络1,电阻Rc和电阻Rd串接构成的分压网络2。分压网络1与谐振电感Lr并联,变压器T的辅助绕组Wa与分压网络2并联,分压网络1的输出端与分压网络2的输出端连接,变压器T的辅助绕组Wa的异名端输出合成电压信号vR,
[0032] 积分模块102的输入端接收双绕组叠加模块101的输出信号vR,通过积分运算,精确得到反映原边谐振电流ir中消除励磁电流分量后的电流信息的电压信号vis。
[0033] 其中,分压网络1和分压网络2的作用是用于匹配谐振电感Lr和变压器T的辅助绕组Wa的电压以及调节输出合成电压信号vR的幅值。
[0034] 图4示出了图3所示本发明第二实施例中的双绕组叠加模块101的等效示意图。与图2所示本发明第一实施例相比,分压网络的引入对谐振电感Lr和变压器T的辅助绕组Wa的同名端连接方式没有改变。
[0035] 图5示出本发明的无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路第三实施例。为了便于理解,图3中还示出了LLC谐振变换器主电路,其中,谐振电感Lr的同名端接变压器T的原边绕组的异名端,谐振电感Lr的异名端接原边地GND‑P。
[0036] 参见图5,所述无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路包括双绕组叠加模块101和积分模块102。其中,
[0037] 双绕组叠加模块101包括谐振电感Lr的辅助绕组La和变压器T的辅助绕组Wa,谐振电感Lr的辅助绕组La的异名端接变压器T的辅助绕组Wa的异名端;变压器T的辅助绕组Wa的同名端接接原边地GND‑P,谐振电感Lr的辅助绕组La的同名端输出谐振电感Lr的辅助绕组La和变压器T的辅助绕组Wa叠加得到的合成电压信号vR。
[0038] 积分模块102的输入端接收双绕组叠加模块101的输出信号vR,通过积分运算,精确得到反映原边谐振电流ir中消除励磁电流分量后的电流信息的电压信号vis。
[0039] 图6示出本发明的无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路第四实施例。为了便于理解,图6中还示出了LLC谐振变换器主电路,其中,谐振电感Lr的异名端接变压器T的原边绕组的同名端,变压器T的原边绕组的异名端接原边地GND‑P。
[0040] 参见图6,所述无电流采样的LLC变换器原边侧实现的副边电流提取电路包括双绕组叠加模块101和积分模块102。其中,
[0041] 双绕组叠加模块101包括谐振电感Lr的辅助绕组La、变压器T的原边绕组Wp以及电阻Re和Rf串联构成的分压网络。谐振电感Lr的辅助绕组La的同名端接变压器T的原边绕组Wp的同名端;谐振电感Lr的辅助绕组La的异名端接接分压网络的一端,分压网络的另一端接地,分压网络的输出端,即Re和Rf的连接点输出合成电压信号vR。
[0042] 积分模块102的输入端接收双绕组叠加模块101的输出信号vR,通过积分运算,得到反映原边谐振电流ir中消除励磁电流分量后的电流信息的电压信号vis。
[0043] 其中,分压网络的作用是对谐振电感Lr的辅助绕组La与变压器T的原边绕组Wp反向叠加得到的合成电压进行分压。
[0044] 图7示出了所述积分模块102的第一具体实施例,所述积分模块102为无源RC积分模块,包括:电阻Rcom、电容Ccom,电阻Rcom的一端与双绕组叠加模块101的输出端相连,另一端与电容Ccom的一端相连,电容Ccom的另一端与原边地GND‑P相连,Rcom与电容Ccom的连接点为积分模块102的输出。
[0045] 图8示出了所述积分模块102的第二具体实施例,所述积分调节模块102为有源运放积分模块,包括:电阻Ro1、Ro2,电容Co1,运算放大器OP1;电阻Ro1的一端与双绕组叠加模块101的输出端相连,Ro1的另一端与运算放大器OP1的负输入端、电阻Ro2、电容Co1的一端相连,运算放大器OP1的正输入端与原边地GND‑P相连,运算放大器OP1输出端与电阻Ro2、电容Co1的另一端相连,运算放大器OP1输出端为积分模块102的输出。
[0046] 结合图2所示本发明第一实施例和图9所示本发明的关键波形图对本发明的原理进行说明如下:
[0047] 根据伏秒平衡关系可以得到谐振电感Lr两端电压vLR与谐振电流iLr如式(1)所示。
[0048] vLr(s)=Lr·iLr(s)·s (1)[0049] 同理可得变压器辅助绕组Wa上的电压vwa为:
[0050]
[0051] 其中Lm为变压器的励磁电感,iLm为变压器原边绕组电流,Na为变压器原边绕组与辅助绕组之间的匝比。
[0052] 联立式(1)和式(2)得到谐振电感和变压器辅助绕组的叠加电压vR为:
[0053]
[0054] 通过设计使得Na满足如下方程:
[0055]
[0056] 则式(3)可简化如下:
[0057]
[0058] 当积分模块102采用图7所示的无源RC积分模块,其传递函数G1如式(6)所示。
[0059]
[0060] 联立式(5)和式(6),积分模块102的输出电压vis可以得到如(7)所示。
[0061]
[0062] 设计参数使得RcomCcoms>>1,式(7)可进一步化简为:
[0063]
[0064] 根据式(8)可以看出,vis信号与原边谐振电流中消除了励磁电流后的电流分量线性相关,即与副边电流is线性相关,vis整流后的波形与副边电流is波形形状相同,如图9所示。因此可以进一步利用vis去实现原边恒流控制。
[0065] 当积分模块102采用图8所示的有源RC积分模块,其传递函数为:
[0066]
[0067] 联立式(5)和式(9),积分模块102的输出电压vis可以得到如(10)所示。
[0068]
[0069] 设计参数使得Ro2Co2s>>1,式(10)可化简为:
[0070]
[0071] 根据式(11)可以看出,vis与原边谐振电流中消除了励磁电流后的电流分量线性相关,即与副边电流is线性相关。
[0072] 图3~图6所示本发明实施例基本原理与以上描述类似,这里不再详述。
[0073] 图10示出了以图2所示本发明第一实施例与现有技术的LLC原边恒流控制电路构成的LLC原边恒流控制装置的示意图。其中,LLC原边恒流控制电路接收本发明的副边电流提取电路输出的反映副边电流的电压信号vis,通过其内部的调节电路对输出的LLC原边开关管S1和S2的驱动信号Vg1和Vg2进行频率调制,实现输出恒流。
[0074] 类似的,图3~图6所示本发明实施例也可以与所述LLC原边恒流控制电路连接构成LLC原边恒流控制装置,这里不再详述。
[0075] 本发明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。
[0076] 无论上文说明如何详细,还有可以有许多方式实施本发明,说明书中所述的只是本发明的若干具体实施例子。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0077] 本发明实施例的上述详细说明并不在穷举的或者用于将本发明限制在上述明确的形式上。在上述以示意性目的说明本发明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发明的范围内进行各种等同修改。
[0078] 在上述说明描述了本发明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发明。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发明中。
[0079] 如上述一样应当注意,在说明本发明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发明的某些特定特点、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发明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,本发明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发明的所有等效方案。