谐振半桥变换器及其死区时间控制电路的制作方法

本实用新型涉及开关电源中的谐振半桥变换器的技术领域，更具体地说，涉及一种谐振半桥变换器及其死区时间控制电路。

背景技术：

随着开关电源的转换效率需求越来越高，传统的硬开关拓扑结构线路将逐渐退出历史舞台，而以软开关的LLC(半桥谐振变换器)拓扑线路在不断优化及延伸，其转换效率特点与控制方法成熟度也越于稳定，但因一些LLCPWM控制IC因其固有的特性，输出的PWM驱动信号的死区时间往往受到很多因素的制约，以致难以灵活调节。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述控制死区时间灵活度受制约的缺陷，提供一种谐振半桥变换器及其死区时间控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振半桥变换器死区时间控制电路，所述死区时间控制电路包括第一缓冲电路、第二缓冲电路以及驱动电路，其中，

所述第一缓冲电路与所述驱动电路的第一输入端连接，所述第一缓冲电路接收第一PWM控制信号，对所述第一PWM控制信号进行缓冲处理输出第一启动电压信号至所述驱动电路，所述驱动电路根据所述第一启动电压信号输出第一驱动控制信号；

所述第二缓冲电路与所述驱动电路的第二输入端连接，所述第二缓冲电路接收第二PWM控制信号，对所述第二PWM控制信号进行缓冲处理输出第二启动电压信号至所述驱动电路，所述驱动电路根据所述第二启动电压信号输出第二驱动控制信号。

优选地，所述驱动电路包括控制芯片，所述驱动电路的第一输入端为所述控制芯片的第一输入端，所述驱动电路的第二输入端为所述控制芯片的第二输入端，所述控制芯片的第一启动控制引脚、第二启动控制引脚以及供电引脚共同连接至电源，所述控制芯片的第一输出端连接至所述谐振半桥变换器，所述控制芯片的第二输出端连接至所述谐振半桥变换器，所述控制芯片的接地端连接参考地。

优选地，所述第一缓冲电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管以及第三电容，所述第一电阻的第一端与所述控制芯片的第一输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与提供所述第一PWM控制信号外部电路的第一输出端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第三电容的第一端与所述控制芯片的第一输入端连接，所述第三电容的第二端连接参考地，其中，

接入所述第一PWM控制信号为高电平信号，经所述第二电阻对所述第三电容进行充电，且当所述第三电容的充电电压达到所述控制芯片的第一启动控制引脚的启动电压时，所述控制芯片的第一启动控制引脚根据所述第一缓冲电路输出的第一启动电压信号控制所述控制芯片的第一输出端输出第一驱动控制信号，所述第一驱动控制信号为高电平信号；

接入所述第一PWM控制信号为低电平信号，所述第三电容上的电压将经所述第一电阻和所述第二电阻以及所述第一二极管进行放电，且当所述第三电容上的电压放电至所述控制芯片的第一启动控制引脚的启动电压时，所述控制芯片的第一启动控制引脚根据所述第一缓冲电路输出的第一启动电压信号控制所述控制芯片的第一输出端输出第一驱动控制信号，所述第一驱动控制信号为低电平信号。

优选地，所述第二缓冲电路包括第三电阻、第四电阻、第二二极管以及第二电容，所述第三电阻的第一端与所述控制芯片的第二输入端连接，所述第三电阻的第二端与提供所述第二PWM控制信号外部电路的第二输出端连接，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第三电阻的第二端连接，所述第二电容的第一端与所述控制芯片的第二输入端连接，所述第二电容的第二端连接参考地，其中，

接入所述第二PWM控制信号为高电平信号，经所述第三电阻对所述第二电容进行充电，且当所述第二电容的充电电压达到所述控制芯片的第二启动控制引脚的启动电压时，所述控制芯片的第二启动控制引脚根据所述第二缓冲电路输出的第二启动电压信号控制所述控制芯片的第二输出端输出第二驱动控制信号，所述第二驱动控制信号为高电平信号；

接入所述第二PWM控制信号为低电平信号，所述第二电容上的电压将经所述第三电阻和所述第四电阻以及所述第二二极管进行放电，且当所述第二电容上的电压放电至所述控制芯片的第二启动控制引脚的启动电压时，所述控制芯片的第二启动控制引脚根据所述第二缓冲电路输出的第二启动电压信号控制所述控制芯片的第二输出端输出第二驱动控制信号，所述第二驱动控制信号为低电平信号。

优选地，所述谐振半桥变换器死区时间控制电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与电源连接，所述第一电容的第二端连接参考地。

优选地，所述第三电容为可调电容。

优选地，所述第二电容为可调电容。

优选地，所述第一电阻和所述第二电阻为可调电阻。

优选地，所述第三电阻和所述第四电阻为可调电阻。

本实用新型还提供一种谐振半桥变换器，所述谐振半桥变换器包括上述的死区时间控制电路。

实施本实用新型的谐振半桥变换器及其死区时间控制电路，具有以下有益效果：该死区时间控制电路包括第一缓冲电路、第二缓冲电路以及驱动电路，第一缓冲电路与驱动电路的第一输入端连接，第一缓冲电路接收第一PWM控制信号，对第一PWM控制信号进行缓冲处理输出第一启动电压信号至驱动电路，驱动电路根据所述第一启动电压信号输出第一驱动控制信号；第二缓冲电路与驱动电路的第二输入端连接，第二缓冲电路接收第二PWM控制信号，对第二PWM控制信号进行缓冲处理输出第二启动电压信号至驱动电路，驱动电路根据所述第二启动电压信号输出第二驱动控制信号。该死区时间控制电路通过在PWM信号输出端增加第一、第二缓冲电路使LLC死区时间调节更加灵活，使用效率更高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型谐振半桥变换器死区时间控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型谐振半桥变换器死区时间控制电路第一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种谐振半桥变换器死区时间控制电路。该死区时间控制电路通过在PWM控制信号输出端增加第一、第二缓冲电路，使谐振半桥变换器(LLC)的死区时间调节更加灵活，实现了灵活调节LLC死区时间的目的。

如图1所示，在本实用新型的谐振半桥变换器死区时间控制电路的结构示意图中，该死区时间控制电路包括第一缓冲电路201、第二缓冲电路202以及驱动电路203，其中，第一缓冲电路201与驱动电路203的第一输入端连接，第一缓冲电路201接收第一PWM控制信号，对第一PWM控制信号进行缓冲处理输出第一启动电压信号至驱动电路203，驱动电路203根据第一启动电压信号输出第一驱动控制信号；第二缓冲电路202与驱动电路203的第二输入端连接，第二缓冲电路202接收第二PWM控制信号，对第二PWM控制信号进行缓冲处理输出第二启动电压信号至驱动电路203，驱动电路203根据第二启动电压信号输出第二驱动控制信号。

具体地，驱动电路203主要用于增强驱动能力，并向谐振半桥变换器输出驱动控制信号。其驱动控制信号受制于PWM控制信号，即驱动电路203输出的驱动控制信号随PWM控制信号的变化而变化。例如，PWM控制信号为高电平信号时，驱动电路203输出相应的高电平信号，PWM控制信号为低电平信号时，驱动电路203输出相应的低电平信号。

第一缓冲电路201主要对第一PWM控制信号进行缓冲处理，第一PWM控制信号由外部电路提供，在本实用新型的实施例中，外部电路为谐振半桥变换器的控制IC，即第一PWM控制信号由谐振半桥变换器的控制IC输出。第一缓冲电路201接收到第一PWM控制信号后，对第一PWM控制信号进行缓冲处理，进而对谐振半桥变换器的死区时间进行调节。

第二缓冲电路202主要对于第二PWM控制信号进行缓冲处理，第二PWM控制信号由外部电路提供，在本实用新型的实施例中，外部电路为谐振半桥变换器的控制IC，即第二PWM控制信号由谐振半桥变换器的控制IC输出。第二缓冲电路202接收到第二PWM控制信号后，对第二PWM控制信号进行缓冲处理，进而对谐振半桥变换器的死区时间进行调节。

图2示出了本实用新型的谐振半桥变换器死区时间控制电路第一实施例的电路原理图。

具体地，驱动电路203包括控制芯片DU1，驱动电路203的第一输入端为控制芯片DU1的第一输入端(即Pin2引脚)，驱动电路203的第二输入端为控制芯片DU1的第二输入端(即Pin4引脚)，控制芯片DU1的第一启动控制引脚(即Pin1引脚)、第二启动控制引脚(即Pin8引脚)以及供电引脚(即Pin6引脚)共同连接到电源(Vcc)，控制芯片DU1的第一输出端(即Pin7引脚)连接至谐振半桥变换器，控制芯片DU1的第二输出端(即Pin5引脚)连接至谐振半桥变换器，控制芯片DU1的接地端(即Pin3引脚)连接参考地。可以理解地，在本实用新型中，控制芯片DU1可以是型号为PM8834的控制IC。

第一缓冲电路201包括第一电阻DR1、第二电阻DR2、第一二极管DD1以及第三电容DC3，第一电阻DR1的第一端与控制芯片DU1的第一输入端(Pin2引脚)连接，第一电阻DR1的第二端与第一二极管DD1的阳极连接，第一二极管DD1的阴极与提供第一PWM控制信号的外部电路(即LLC的控制IC)的第一输出端连接，第二电阻DR2的第一端与第一电阻DR1的第一端连接，第二电阻DR2的第二端与第一二极管DD1的阴极连接，第三电容DC3的第一端与控制芯片DU1的第一输入端(Pin2引脚)连接，第三电容DC3的第二端连接参考地，其中，

接入第一PWM控制信号为高电平信号时，经第二电阻DR2对第三电容DC3进行充电，当第三电容DC3的充电电压达到控制芯片DU1的第一启动控制引脚Pin1的启动电压时，第一缓冲电路201向控制芯片发送第一启动电压信号，控制芯片DU1的第一启动控制引脚Pin1根据第一输入端(即Pin2)接收到的第一启动电压信号控制控制芯片DU1的第一输出端Pin7输出第一驱动控制信号，即如图2所示的LLC_A，此时，该第一驱动控制信号LLC_A为高电平信号。可以理解地，在本实施例中，第三电容DC3的充电电压所达到的第一启动控制引脚的启动电压为1.2V，该启动电压值由控制芯片DU1决定，即控制芯片DU1决定了第三电容DC3的充电电压值。

接入第一PWM控制信号为低电平信号时，第三电容DC3上的电压将经第一电阻DR1和第二电阻DR2以及第一二极管DD1所形成的回路进行放电，当第三电容DC3上的电压放电至控制芯片DU1的第一启动控制引脚Pin1的启动电压时，控制芯片DU1的第一启动控制引脚Pin1根据第一缓冲电路输出的第一启动电压信号控制控制芯片DU1的第一输出端Pin7输出第一驱动控制信号，即如图2所示的LLC_A，此时，该第一驱动控制信号LLC_A为低电平信号。可以理解地，本实施例中，第三电容DC3放电至1.2V时，即第一启动控制引脚的启动电压为1.2V，第一启动控制引脚Pin1控制第一输出端Pin7引脚输出第一驱动控制信号，第三电容DC3上的放电电压值大小由控制芯片DU1决定。可以理解地，在本实用新型中，第三电容DC3的容值可以为22pF，第一电阻DR1的阻值可以为5.1K，第二电阻DR2的阻值可以为5.1K，第一二极管DD1可以选用型号为SD103AX的二极管。

第二缓冲电路202包括第三电阻DR3、第四电阻DR4、第二二极管DD2以及第二电容DC2，第三电阻DR3的第一端与控制芯片DU1的第二输入端(即Pin4引脚)连接，第三电阻DR3的第二端与提供第二PWM控制信号外部电路(即LLC的控制IC)的第二输出端连接，第四电阻DR4的第一端与第三电阻DR3的第一端连接，第四电阻DR4的第二端与第二二极管DD2的阳极连接，第二二极管DD2的阴极与第三电阻DR3的第二端连接，第二电容DD2的第一端与控制芯片DU1的第二输入端(即Pin4引脚)连接，第二电容DC2的第二端连接参考地，其中，

接入第二PWM控制信号为高电平信号，经第三电阻DR3对第二电容DC2进行充电，且当第二电容DC2的充电电压达到控制芯片DU1的第二启动控制引脚Pin8的启动电压时，控制芯片DU1的第二启动控制引脚Pin8根据第二缓冲电路202输出的第二启动电压信号控制控制芯片DU1的第二输出端Pin5引脚输出第二驱动控制信号，即如图2所示的LLC_B，此时，该第二驱动控制信号LLC_B为高电平信号。可以理解地，在本实施例中，第二电容DC2的充电电压所达到的第二启动控制引脚的启动电压为1.2V，该启动电压值由控制芯片DU1决定，即控制芯片DU1决定了第二电容DC2的充电电压值。

接入第二PWM控制信号为低电平信号，第二电容DC2上的电压将经第三电阻DR3和第四电阻DR4以及第二二极管DD2进行放电，且当第二电容DC2上的电压放电至控制芯片DU1的第二启动控制引脚Pin8的启动电压时，控制芯片DU1的第二启动控制引脚Pin8根据第二缓冲电路202输出的第二启动电压信号控制控制芯片DU1的第二输出端Pin5引脚输出第二驱动控制信号，如图2所示的LLC_B，此时，该第二驱动控制信号LLC_B为低电平信号。

可以理解地，在本实用新型中，第二电容DC2的容值可以为22pF，第三电阻DR3的阻值可以为5.1K，第四电阻DR4的阻值可以为5.1K，第二二极管DD1可以选用型号为SD103AX的二极管。

如图2所示，在一些实施例中，本实用新型的谐振半桥变换器死区时间控制电路还包括第一电容DC1，第一电容DC1的第一端与电源Vcc连接，第一电容DC1的第二端连接参考地。

在一些实施例中，本实用新型的第二电容DC2和第三电容DC3均为可调电容，第一电阻DR1、第二电阻DR2、第三电阻DR3以及第四电阻DR4均为可调电阻。

在本实用新型的谐振半桥变换器中，通过对LLC的控制IC发出的PWM控制信号(PWM_A和PWM_B)进行调节以调节LLC的死区时间，即分别在LLC的控制IC的第一输出端(PWM_A)和第二输出端(PWM_B)增加第一缓冲电路201和第二缓冲电路202。当LLC的控制IC输出PWM_A控制信号时，利用第三电容DC3的充放电增加对LLC死区时间的控制，进一步地，通过调节第一缓冲电路201中的第一电阻DR1、第二电阻DR2以及第三电容DC3的参数，灵活调节LLC的死区时间。当LLC的控制IC输出PWM_B控制信号时，利用第二电容DC2的充放电增加对LLC死区时间的控制，进一步地，通过调节第二缓冲电路202中的第三电阻DR3、第四电阻DR4以及第二电容DC2的参数，灵活调节LLC的死区时间。从而达到了灵活调节谐振半桥变换器LLC的死区时间，提高产品的使用效率。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。