[发明专利]一种电源控制装置

说明书

技术领域

本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源控制装置。

背景技术

谐振半桥(简称LLC)电源具有以下优点：高频、高效率，开关MOS管、整流二极管电压应力低，整流输出不需电感，成本低，辐射低。

近年来LLC电源越来越流行，使用量迅速上升。但该类电源也有很多的缺点，具体表现是：一是可靠性低，LLC电源对设计要求严格，即便是最合理的设计，由于传统控制器的工作模式本身对输出功率及MOS管电流无法限制，在一些异常情况下，极易发生严重故障，如开关MOS管炸裂并连同驱动器炸裂，如输出负载出现严重过载甚至短路，其工作频率将迅速降低而MOS管进入硬开关状态，此时开关管很容易炸裂甚至出现上下MOS同时导通现象；二是反应速度慢，如图1所示，目前LLC电源的控制是通过压控振荡器产生控制信号，经电平转换及延时后分别控制半桥的上下管，该控制方式属于电压控制模式，反应速度慢，从而容易造成启动MOS管电流过冲，负载动态变化时，MOS管电流也容易产生过冲，而且过冲幅度不能限制，如果加快反馈环路速度，即可能引起振荡；三是工艺难度高、成本高，电平转换电路需采用高压(600V)半导体器件，工艺难度和成本高；四是对开关MOS管的电流裕量要求高，由于控制器的工作模式本身对输出功率及MOS管电流无法限制，MOS管必须留有较大裕量以防因电流过大而损坏。

为了改善可靠性，目前LLC电源的使用普遍采用外围检测MOS管电流，增加保护电路，以控制控制器停止工作。该办法虽然能起到一定的保护作用，但其不仅增加了外围电路的复杂性，而且对故障的反应速度很慢。

因此，需要一种新的电源控制装置来解决上述问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电源控制装置，旨在解决现有的LLC电源控制装置可靠性低、反应速度慢、工艺难度高、成本高、MOS管会出现硬开通和上下MOS管同时导通的问题。

本发明的实施例是这样实现的，一种电源控制装置，包括上控制器和下控制器，所述上控制器控制上开关MOS管，所述下控制器控制下开关MOS管，所述上控制器和下控制器采取不共地的方式互相独立并隔离。

本发明采取的技术方案还包括：电源控制装置还包括上驱动放大器和下驱动放大器，所述上驱动放大器连接在上控制器与上开关MOS管之间，所述下驱动放大器连接在下控制器与下开关MOS管之间。

本发明采取的技术方案还包括：所述上控制器与下控制器均包括比较器，所述下控制器包括：用作振荡器以产生方波信号的比较器、用作振荡器高电平输出允许控制电路的比较器及用于检测并限制下MOS管电流的比较器。

本发明采取的技术方案还包括：所述上控制器包括上振荡器，所述上振荡器包括比较器U4-A、电容C15、电流源I1、电流源I2、模拟开关K1和模拟开关K2，电流源I1与模拟开关K1串联接于电容C15与上控制器的供电电压VCC_H间，电流源I2与模拟开关K2串联接于电容C15与上控制器参考地HB间。

本发明采取的技术方案还包括：所述上控制器还包括上允许控制器，所述上允许控制器包括比较器U4-B、电容C12、电容C13、电阻R12、电阻R15，半桥供电电压VB经电容C12、电容C13、电阻R12、电阻R15分压后作为比较器U4-B的“-”端输入。

本发明采取的技术方案还包括：所述下控制器包括下振荡器，所述下振荡器包括比较器U1-A、电阻R5、电容C2、电阻R2、二极管D1和电阻R32，比较器U1-A的输出作为下振荡器的输出，经下驱动放大器放大后驱动下MOS管，电阻R2与二极管D1串联接在比较器U1-A“-”端与输出端之间，电阻R5接于VCC_L与比较器U1-A“-”端之间，电容C2接于比较器U1-A“-”端与地之间，电阻R32接于比较器U1-A输出与VCC_L之间作为比较器U1-A输出的上拉电阻，比较器U1-A“+”端作为系统反馈信号的输入。

本发明采取的技术方案还包括：所述下控制器还包括下允许控制器，所述下允许控制器包括比较器U1-B、电容C9、电容C10、电阻R1和电阻R24，半桥输出端HB电压经电容C9、电容C10、电阻R1、电阻R24分压后作为U1-B的“-”端输入，U1-B的“+”输入端接参考电压VREF1。

本发明采取的技术方案还包括：所述下控制器还包括电流检测控制器，所述电流检测控制器包括积分器U9-A、比较器U6-A与电阻R4，电阻R4一端接地，另一端连接积分器U9-A的输入端，积分器U9-A的输出端与比较器U6-A相连。