[发明专利]一种LLC谐振变换器及宽增益控制方法

权利要求书

1.一种LLC谐振变换器的宽增益控制方法，其特征在于：通过将输入电压范围分为低和高两个电压段，分别对应两种控制模态，

在输入电压范围的低压段，采用全桥LLC PFM控制模态，通过改变开关频率来改变输出电压增益；

在输入电压范围的高压段，采用全桥LLC变占空比控制模态，在整个高压段范围内，开关频率等于谐振频率fr，通过改变原边开关管的占空比来改变输出电压增益。

2.根据权利要求1所述的一种LLC谐振变换器的宽增益控制方法，其特征在于：所述的两种控制模态之间的电压切换点设置应满足：输入电压上升至高于模态切换电压，即开关频率等于谐振频率fr时对应的电压V_fr，LLC谐振变换器由全桥LLC PFM控制模态进入全桥LLC变占空比控制模态；输入电压下降至低于模态切换电压，即开关频率等于谐振频率fr时对应的电压V_fr，LLC谐振变换器由全桥LLC变占空比控制模态进入全桥LLC PFM控制模态。

3.根据权利要求1所述的一种LLC谐振变换器的宽增益控制方法，其特征在于：

所述的两种控制模态的切换方式为：

开关频率增大至等于谐振频率fr后，开关频率稳定在该值，原边开关管的占空比逐渐减小至稳定，控制模态由全桥LLC PFM控制模态进入全桥LLC变占空比控制模态；

原边开关管的占空比增大至等于50％后，原边开关管的占空比稳定在该值，开关频率逐渐减小至稳定，控制模态由全桥LLC变占空比控制模态进入全桥LLC PFM控制模态。

4.一种LLC谐振变换器，包括输入源Vin、原边LLC谐振电路、变压器T和副边整流滤波输出电路，其特征在于：

LLC谐振变换器的控制模态有两种，且适用于不同阶段：将输入电压范围分为低和高两个电压段，在输入电压范围的低压段，采用全桥LLC PFM控制模态，通过改变开关频率来改变输出电压增益；在输入电压范围的高压段，采用全桥LLC变占空比控制模态，在整个高压段范围内，开关频率等于谐振频率fr，通过改变原边开关管的占空比来改变输出电压增益。

5.根据权利要求4所述的一种LLC谐振变换器，其特征在于：

所述的全桥LLC PFM控制模态与全桥LLC变占空比控制模态之间的电压切换点设置应满足：输入电压上升至高于模态切换电压，即开关频率等于谐振频率fr时对应的电压V_fr，LLC谐振变换器由全桥LLC PFM控制模态进入全桥LLC变占空比控制模态；输入电压下降至低于模态切换电压，即开关频率等于谐振频率fr时对应的电压V_fr，LLC谐振变换器由全桥LLC变占空比控制模态进入全桥LLC PFM控制模态。

6.根据权利要求4所述的一种LLC谐振变换器，其特征在于：

所述的全桥LLC PFM控制模态与全桥LLC变占空比控制模态之间的切换方式为：

开关频率增大至等于谐振频率fr后，开关频率稳定在该值，原边开关管的占空比逐渐减小至稳定，控制模态由全桥LLC PFM控制模态进入全桥LLC变占空比控制模态；

原边开关管的占空比增大至等于50％后，原边开关管的占空比稳定在该值，开关频率逐渐减小至稳定，控制模态由全桥LLC变占空比控制模态进入全桥LLC PFM控制模态。

7.根据权利要求4所述的一种LLC谐振变换器，其特征在于：所述的原边LLC谐振电路包括原边开关管S1、原边开关管S2、原边开关管S3、原边开关管S4、原边开关管S5、原边开关管S6、谐振电容Cr、谐振电感Lr和激磁电感Lm，原边开关管S1的漏极连于原边开关管S2的漏极和输入源Vin的正端，原边开关管S1的源极连于原边开关管S3的漏极和谐振电容Cr的一端，谐振电容Cr的另一端连于谐振电感Lr的一端和原边开关管S5的漏极，原边开关管S5的源极连于原边开关管S6的源极，谐振电感Lr的另一端连于激磁电感Lm的一端和变压器T原边绕组Np的同名端，变压器T原边绕组Np的非同名端连于激磁电感Lm的另一端、原边开关管S2的源极、原边开关管S4的漏极和原边开关管S6的漏极，原边开关管S4的源极连于原边开关管S3的源极和输入源Vin的负极。