[发明专利]交错并联LLC谐振变换器控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于通信电源及LED照明领域，特别涉及一种并联LLC谐振变换器的控制装置和方法。

背景技术

LLC谐振变换器具有高效率，宽频率范围调制以及可靠性高的特点，逐步取代全桥移相拓扑作为通信、服务器以及照明电源的主电路。LLC谐振变换器原边的MOS管能够在较宽的频率范围内实现零电压开通，并能跟随原边输入电压的升高而提升自身的效率，更适合工作于功率因数校正电路的后端。由于半桥LLC谐振变换器仅适合用于3KW以下功率的传输，故采用并联运行的LLC谐振变换器能满足3KW以上功率的传输。

常用LLC谐振变换器控制芯片因主控芯片设计等因素，不适合工作于大功率场合，故通常采用数字信号处理芯片作为主控芯片对电路进行控制。数字信号处理芯片具有调试方便，可编程性强的优点，但同时带来了成本高，外围硬件控制电路复杂以及抗干扰性差的缺点。

常用并联运行的DC-DC拓扑，须增加电流均流环以保证两个及以上电路的均流化，使用硬件调节增加了电路的复杂度，使用软件调节则增加了AD口与运算时间，不利于电路的高频化。

 

发明内容

本发明的目的在于针对现有控制方案成本较高及控制复杂的缺陷，提供了一种交错并联运行LLC谐振变换器控制装置和方法。利用芯片UCC3895死区0-100%调整以及延迟可控的特点，通过合理的硬件设计对并联运行的LLC谐振变换器不同区域进行分类控制：当电路工作在启动或轻载空载状态时，芯片UCC3895对电路进行调脉宽定频控制，通过反馈电路对主控芯片PWM输出的死区进行调整，等效于调脉宽控制；当电路工作在额定负载或重载时，芯片UCC3895对电路进行调频定脉宽控制。 

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

       一种交错并联LLC谐振变换器的控制装置，包括一套交错并联LLC谐振变换器，其特征在于通过一个基于全桥移相芯片UCC3895的控制电路控制一套交错并联LLC谐振变换器主电路。当电路工作于轻载时，通过死区反馈补偿环节调整芯片UCC3895的输出脉宽；当电路工作于重载时，通过调频反馈补偿环节调整芯片UCC3895的输出频率，并通过修改交错并联LLC谐振变换器主电路的耦合变压器原边端连接方式，改进副边电路的均流。

         基于全桥移相芯片UCC3895的控制电路包括：一个芯片UCC3895、一个LLC三型调频补偿电路与一个调整芯片UCC3895工作频率的调频控制电路相连构成的调频反馈补偿环节、一个切换芯片UCC3895工作状态的选择器控制电路与一个选择器、一个LLC三型调脉宽补偿电路与一个调脉宽死区控制电路相连构成的死区反馈补偿环节，所述的芯片UCC3895（108）与调频控制电路（104）和调脉宽死区控制电路（106）相连，所述的选择器（103）、调频补偿电路（101）、芯片UCC3895(108)与交错并联谐振变换器主电路相连。

上述交错并联LLC谐振变换器的控制装置输入为同一直流电压源，该主电路耦合变压器连接处不接地。

上述控制芯片UCC3895管脚配置特征在于： 

（1）芯片UCC3895管脚EAOUT与管脚VREF的分压电路相连接，确保管脚EAOUT电压恒定，控制芯片UCC3895管脚AOUT、BOUT与管脚COUT、DOUT相移大小为180度，实现了电路的交错并联。

（2）芯片UCC3895管脚ADS与CS管脚接地，不使用该管脚的死区延时调整功能。

（3）芯片UCC3895管脚RT与调频控制电路输出连接。该芯片的工作频率由管脚CT外接电容的充放电时间决定，故调整管脚RT外接等效电阻的大小等同于调节芯片UCC3895工作频率。

（4）芯片UCC3895管脚ABDELAY、CDDELAY与调脉宽死区控制电路连接，该管脚能使电路输出死区时间由0%至100%调制，等效于调节占空比。

上述调频反馈补偿环节的设计由调频补偿电路与调频控制电路连接构成：