[发明专利]一种基于罗氏线圈的电流检测型同步整流控制方法

说明书

本发明涉及一种基于罗氏线圈的电流检测型同步整流控制方法，实现如下：全桥LLC谐振电路中，副边电流is由一个罗氏线圈(RogowskiCoil)检测，经过模拟信号调理电路后再与偏置电压Vbias比较，产生一系列过零点检测脉冲ZCD，ZCD信号经DSP的捕捉模块捕捉后得到相应同步整流管相对于原边开关管的移相角和导通时间。

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电源LLC谐振变换器同步整流控制方法，特别涉及一种基于罗氏线圈电流检测型同步整流控制方法。

背景技术

对于大功率LED驱动电源，其大功率LED负载多采用先串后并的方式组成照明系统，其后级DC/DC通常工作于低压大电流的条件下。当在低压侧使用硅基(Si)二极管进行不控整流时，由于二极管正向导通时较大的导通损耗以及反向恢复损耗的影响，后级DC/DC的效率会明显下降。为解决这个问题，同步整流技术被广泛地用于低压大电流输出的DC/DC。

LLC谐振变换器能同时实现原边的ZVS开通和副边的ZCS关断以及磁集成，被广泛作为后级DC/DC使用于大功率LED驱动电源中。为进一步实现高效与高功率密度的DC/DC的LLC谐振变换器，氮化镓功率器件(GaNHEMTs)已经逐渐被应用于LLC谐振变换器中。然而，传统的应用于LLC谐振变换器的三类同步整流方法——电压检测型、电流驱动型以及无传感器型同步整流方法均无法满足GaN HEMT关于高开关频率或高效率的应用要求，迫切需要研究一种新型的高效的同步整流控制方法。

发明内容

本发明的技术解决问题：针对传统电压检测型同步整流方法不适用于基于GaNHEMTs的高频大电流LLC谐振变换器的现状，提供一种检测副边电流的新基于罗氏线圈电流检测型同步整流控制方法。

本发明技术解决方案：一种基于罗氏线圈的电流检测型同步整流控制方法，实现如下：全桥LLC谐振电路中，LLC谐振变换器的副边电流is由一个罗氏线圈检测，经过模拟信号调理电路后再与偏置电压Vbias比较，产生一系列过零点检测脉冲ZCD，ZCD信号经数字控制器捕捉后得到相应同步整流管相对于原边开关管的移相角和导通时间，基于LLC谐振变换器副边整流H桥拓扑完全的对称性和硬件设计的一致性，通过一路ZCD信号即确定8个同步整流管的驱动波形，通过调整同步整流管的开通关断实现LLC谐振变换器的同步整流工作。

所述罗氏线圈的电路模型为二阶等效电路，罗氏线圈通过互感Mc与LLC谐振变换器副边电流is耦合，罗氏线圈的自感为Lc，罗氏线圈电阻为Rc，罗氏线圈寄生电容为Cc；为调节频率响应特性，在罗氏线圈端子处外加一个电阻Rd，其中罗氏线圈的自感Lc与电阻Rc串联，罗氏线圈的寄生电容Cc与外部所加电阻Rd并联，上述两部分与罗氏线圈互感Mc串联，从罗氏线圈的寄生电容Cc两端引出线圈端子。

所述LLC谐振变换器启动后，LLC谐振变换器先工作于固定的移相角和导通时间开环工作状态，当移相角和导通时间在预设的有效范围内后，判断同步整流管的开通点是否提前于LLC谐振变换器的原边，当开通点提前于原边时，对开通点时间进行补偿，否则对同步整流管的关断点时间进行补偿，之后数字控制器产生相应驱动信号，最后结束；当移相角和导通时间不在有效范围内时，将LLC谐振变换器关机。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明基于罗氏线圈电流检测型同步整流方法在不同开关频率以及变频和变载过程中能精确调节同步整理管的开通点和导通时间，能够实现高效和高功率密度的GaNLLC谐振变换器。

附图说明

图1为本发明的基于罗氏线圈电流检测型同步整流检测方法的控制示意图；

图2为本发明中罗氏线圈的二阶等效电路图；

图3为本发明的基于罗氏线圈电流检测型同步整流方法的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。