[发明专利]串联谐振变换器及其原边反馈控制电路和控制方法

说明书

公开了一种串联谐振变换器及其原边反馈控制电路和控制方法，通过精确地模拟出变压器励磁电流信息，并根据原边谐振电流与励磁电流的差值以控制功率管的开关状态。本发明在任何频率范围内均可准确计算出串联谐振变换器的输出电流，实现精确的原边电流控制，且无需副边控制所需的复杂电路，控制电路简单，成本低。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种串联谐振变换器及其原边反馈控制电路和控制方法。

背景技术

LED照明中越来越多地使用LLC谐振电路，但是由于电路的复杂性，变压器原边同时存在励磁电流与谐振电流，不能像反激电路一样，简单计算出输出电流，因此现有技术中恒流控制的方案如图1所示，以半桥串联谐振变换器为例。通常采用副边反馈控制方式，直接采样输出电流进行控制，但其需要光耦传递控制信号，以控制原边上下功率管的开关状态。该方案的成本很高，控制电路复杂。

此外，现有技术中也存在采用原边反馈控制的方案，但是现有的原边反馈控制仅是近似计算，把原边电流直接当做输出电流而忽略了变压器的励磁电流。因此只有当励磁电流的比例很小时，也就是只能工作在谐振频率以上的频率范围内，该方案才有比较高的精度。因此，其不具有通用性。

发明内容

有鉴于此,本发明提出了一种串联谐振变换器及其原边反馈控制电路和控制方法，以采用简单的控制电路解决原边反馈控制的精度问题。

根据本发明的第一方面，提出了一种串联谐振变换器的原边反馈控制电路，所述串联谐振变换器包括变压器。所述控制电路包括励磁电流模拟电路，被配置为采样所述变压器的励磁电压以获取表征所述变压器的励磁电流的第一电压；反馈控制电路，被配置为根据所述第一电压和表征所述串联谐振变换器的谐振电流的第二电压，控制所述串联谐振变换器的功率管的开关状态，其中，所述第一电压在所述变压器的副边电流为零时被设置为等于所述第二电压。

优选地，所述励磁电流模拟电路包括检测控制电路，被配置为检测表征所述励磁电压的励磁电压采样信号的变化，并输出检测信号以判断所述副边电流为零的时刻，其中所述检测信号在所述副边电流过零时为有效电平，控制所述第一电压等于所述第二电压。

优选地，所述检测信号的有效电平在所述串联谐振变换器的功率管切换期间仅产生一次。

优选地，所述检测信号在所述副边电流为零的期间内均为有效电平。

优选地，所述励磁电流模拟电路包括励磁电流产生电路，被配置为将表征所述励磁电压的励磁电压采样信号转换为电流信号，并通过所述电流信号给第一电容充放电以产生所述第一电压。

优选地，所述励磁电流模拟电路还包括采样电路，与所述变压器的原边绕组两端相连，以获取所述励磁电压采样信号。

优选地，所述励磁电流模拟电路还包括采样电路，包括与所述变压器的副边绕组耦合的辅助绕组，以在所述辅助绕组两端获取所述励磁电压采样信号。

优选地，所述励磁电流产生电路包括受控电流源，受所述励磁电压采样信号控制，输出表征励磁电流的第一电流；以及所述第一电容，与所述受控电流源并联，且在所述第一电流的控制下充放电，从而在所述第一电容的第一端产生所述第一电压。

优选地，所述检测控制电路包括检测单元，接收所述励磁电压采样信号，并在所述励磁电压采样信号的变化率保持不变时，输出无效的所述检测信号；在所述励磁电压采样信号的变化率发生变化时，输出有效的所述检测信号。

优选地，所述检测控制电路还包括信号控制单元，输入端接收所述第二电压，输出端与所述第一电容的第一端相连，其中所述信号控制单元受所述检测信号控制，以在所述检测信号有效时输出所述第二电压，从而使得所述第一电容的第一端的所述第一电压等于所述第二电压。