[发明专利]一种死区时间的调整方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关技术领域，尤其是涉及一种LLC电路中死区时间(deadtime)的调整方法和装置。

背景技术

目前，由于串并联拓扑(LLC)电路的特殊性，LLC电路已经广泛地应用于一次开关电源，以实现零电压开关(Zero Voltage Switch，ZVS)的特性，即软开关技术。如图1所示为现有技术中一种LLC电路的结构示意图，其中电容Cr、电感Lr和Lm构成了谐振回路，在开关频率的控制下，该谐振回路会呈现不同的阻抗，而当谐振回路呈感性时，电流会滞后于电压，从而可以实现ZVS特性。

下面对ZVS特性进行简单的描述，如图2所示为LLC电路实现软开关技术的示意图，其可以包括如下过程：首先，如图2中(a)状态所示，MOS管Q1关断、Q2开通，谐振电流Ir会流经MOS管Q2；接着，如图2中(b)状态所示，MOS管Q1关断、Q2关断，励磁电流Ir会分别流经MOS管Q1的寄生电容C1和MOS管Q2的寄生电容C2，从而使C1放电，C2充电；接着，如图2中(c)状态所示，当C2充电完毕，C1放电完毕后，剩余的谐振电流会流经MOS管Q1的寄生二极管D3；最后，如图2中(d)状态所示，MOS管Q1导通，Q2关断，谐振电流Ir会流经MOS管Q1，即开关管导通。

上述MOS管Q1、Q2都关断状态下的时间即死区时间，通过上述描述可知，描述死区时间的关系式可以为：t_dead＝t₁+t₂，其中，t1为C1和C2充放电时间，t2为剩余的谐振电流流经MOS管Q1的寄生二极管D3的时间。

要保证LLC电路实现ZVS，上述死区时间的设置需要合理，死区时间过大或者过小都将不能保证LLC电路实现ZVS。比如，当死区时间过大时，会出现谐振电流为C1、2充放电完成后，剩余电流流经寄生二极管D3续流至零后，然后反向为C1、2反向充放电，此时开通开关管将使得ZVS失败；当死区时间过小时，会出现在谐振电流为C1、2充放电完成前开通开关管，使得ZVS失败。而由于LLC电路的输入电压，输出负载等的变化，固定的死区时间通常很难满足LLC拓扑全负载范围内的软开通，而现有技术中LLC电路的死区时间恰恰都是固定的，从而导致LLC电路的工作效率和可靠性都不高。

发明内容

本发明实施例提供一种死区时间的调整方法和装置，用于使得LLC电路的死区时间可以随着负载或输入电压的变化而变化，从而满足LLC拓扑全负载范围内的软开通，提高LLC电路的工作效率和可靠性。

一方面，本发明实施例提供了一种死区时间的调整装置，包括：死区时间发生器，用于控制LLC电路的死区时间；死区时间调节单元，将所述LLC电路的输出电压负反馈信号作为控制量，控制所述死区时间发生器输入端的对地阻抗，使得所述死区时间发生器输入端的对地阻抗和所述LLC电路的开关频率同向变化，从而使得所述死区时间和所述LLC电路的开关频率同向变化。

另一方面，本发明实施例提供了一种死区时间的调整方法，包括：根据LLC电路的输出电压信号得到输出电压负反馈信号；将所述LLC电路的输出电压负反馈信号作为控制量，控制所述死区时间发生器输入端的对地阻抗，使得所述死区时间发生器输入端的对地阻抗和所述LLC电路的开关频率同向变化，从而使得所述死区时间和所述LLC电路的开关频率同向变化。

本发明实施例利用LLC电路的输出电压负反馈信号来调节LLC电路的死区时间，使得LLC电路的死区时间可以随着负载或输入电压的变化而变化，从而保持在合理的时间范围内，可以提高LLC电路的工作效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种LLC电路的结构示意图；

图2为LLC电路实现软开关技术的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种死区时间的调整装置的结构示意图；

图4为UCC25600芯片的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种死区时间的调整装置的结构示意图；

图6为将本发明实施例的装置和现有技术中的LLC电路相结合来应用的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种死区时间的调整装置的结构示意图；