一种谐振变换电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种谐振变换电路。

背景技术：

谐振变换器因其具有输出无需储能电感、能够采用单纯的软开关技术、功率密度大和效率高等优势，已经广泛的应用于开关电源技术领域。在利用谐振变换器的开关电源中，其主要通过与谐振变换器连接的各种外围电路控制该谐振变换器的谐振工作，以达到满足要求的电源输出。其外围电路可以采用模拟的方式和数字的方式实现对谐振变换器的控制。

由于当前产品智能化、集成度以及可靠性要求也越来越高，谐振变换器的模拟的控制方式由于其自身的缺陷已不能满足各种应用场景。谐振变换器的数字的控制方式由于其具有设计灵活、集成度高、可靠性高等特点，已经被越来越多的应用。而在现有的开关电源中，其对谐振变换器的数字的控制过程中，往往会造成开关电源出现精度低，纹波差以及动态响应差等问题，影响开关电源的电源输出指标。

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现有技术缺陷，提供一种谐振变换电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振变换电路，包括：谐振变换器，其中所述谐振变换器包括在所述谐振变换器的输入端和所述谐振变换器的输出端之间依次级联连接的开关电路、谐振电路和整流滤波电路；以及

连接所述谐振变换器的输出端，用于对所述谐振变换器的输出端采样以输出第一采样信号的第一采样单元；

连接所述第一采样单元，用于接收所述第一采样信号以输出控制电平的控制器；

连接所述开关电路和所述控制器，用于接收所述控制电平以输出驱动信号控制所述开关电路的驱动电路；

其中，所述第一采样单元包括第一直流采样单元和第一交流采样单元，所述第一采样信号包括第一直流采样信号和第一交流采样信号，所述第一直流采样单元对所述谐振变换器的输出端的直流分量采样以输出所述第一直流采样信号，所述第一交流采样单元对所述谐振变换器的输出端的交流分量采样以输出所述第一交流采样信号。

优选地，所述第一直流采样单元包括第一电流采样电路和/或第一电压采样电路，所述第一交流采样单元包括第二电流采样电路和/或第二电压采样电路。

优选地，所述第一直流采样单元包括电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r10、二极管d1、双二极管d8、电容c4和电容c5；

所述电阻r2、所述电阻r4和所述电阻r10串联连接后一端连接所述谐振变换器的输出端、另一端连接所述控制器和所述电容c5的第一端，所述电容c5的第二端接地；所述二极管d1的负极连接所述电阻r2和所述电阻r4的串联节点，所述二极管d1的正极接地；所述电阻r5和所述电容c4并联连接后一端连接所述电阻r4与所述电阻r10串联节点、另一端接地；所述双二极管d8的第一端接地，所述双二极管d8的第二端输入一电源电压，所述双二极管d8的第三端连接所述控制器。

优选地，所述第一交流采样单元包括电容c1、电阻r8、电阻r13、电阻r14、电容c6、稳压管d5和双二极管d9；

所述电容c1、所述电阻r8和所述电阻r13串联连接后一端连接所述谐振变换器的输出端、另一端连接所述控制器和所述电容c6的第一端，所述电容c6的第二端接地，所述电阻r14的第一端连接所述电阻r8和电阻r13的串联节点和所述稳压管d5的负极，所述电阻r14的第二端接地，所述稳压管d5的正极接地，所述双二极管d9的第一端接地，所述双二极管d9的第二端输入一电源电压，所述双二极管d9的第三端连接所述控制器。

优选地，本实用新型的谐振变换电路，还包括第二采样单元和隔离单元；

所述第二采样单元连接所述谐振变换器的输入端，用于对所述谐振变换器的电源输入采样以输出第二采样信号；

所述隔离单元连接所述第二采样单元和所述控制器，所述控制器还用于接收所述第二采样信号以输出所述控制电平。

优选地，所述第二采样单元包括第二直流采样单元和/或第二交流采样单元，所述第二采样信号包括第二直流采样信号和/或第二交流采样信号；

所述第二直流采样单元对所述电源输入的直流分量采样以输出所述第二直流采样信号；

所述第二交流采样单元对所述电源输入的交流分量采样以输出所述第二交流采样信号。

优选地，所述第二直流采样单元包括第三直流电压采样电路，所述第二交流采样电路包括第三交流电压采样电路。

优选地，所述第二直流采样单元包括电阻r1、电阻r3、电阻r6、电阻r9、二极管d2、双二极管d7、电容c3和电容c7；

所述电阻r1、所述电阻r3和所述电阻r9串联连接后一端连接所述谐振变换器的输入端、另一端连接所述隔离单元和所述电容c7的第一端，所述电容c7的第二端接地；所述二极管d2的负极连接所述电阻r1和所述电阻r3的串联节点，所述二极管d2的正极接地；所述电阻r6和所述电容c3并联连接后一端连接所述电阻r3与所述电阻r9串联节点、另一端接地；所述双二极管d7的第一端接地，所述双二极管d7的第二端输入一电源电压，所述双二极管d7的第三端连接所述隔离单元。

优选地，所述第二交流采样单元包括电容c2、电阻r7、电阻r11、电阻r12、电容c8、稳压管d4和双二极管d6；

所述电容c2、所述电阻r7和所述电阻r11串联连接后一端连接所述谐振变换器的输入端、另一端连接所述隔离单元和所述电容c8的第一端，所述电容c8的第二端接地，所述电阻r12的第一端连接所述电阻r7和电阻r11的串联节点和所述稳压管d4的负极，所述电阻r12的第二端接地，所述稳压管d4的正极接地，所述双二极管d6的第一端接地，所述双二极管d6的第二端输入一电源电压，所述双二极管d6的第三端连接所述隔离单元。

另，本实用新型还构造一种谐振变换器控制方法，应用于如上面任意一项所述的谐振变换电路，其过程包括：

s1、控制谐振变换器缓起谐振；

s2、判断所述谐振变换器是否进入间歇模式，若是，则执行步骤s3，若否，则执行步骤s5；

s3、调整所述谐振变换器的pwm控制信号的占空比，并在占空比调整过程中监测谐振变换器电源输出的直流分量和交流分量；

s4、在所述直流分量和所述交流分量满足第一预设条件时结束所述占空比调整；并执行步骤s6

s5、对所述谐振变换器进行变频调节，并在变频调节过程中监测所述谐振变换器电源输出的直流分量和交流分量；并在所述直流分量和所述交流分量满足第二预设条件时停止所述变频调节；

s6、所述谐振变换器进入稳定工作状态。

实施本实用新型的一种谐振变换电路，具有以下有益效果：能够得到精度更高和纹波更小的电源输出。

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是本实用新型一种谐振变换电路第一实施例的逻辑框图；

图2是本实用新型一种谐振变换电路第二实施例的逻辑框图；

图3是本实用新型一种谐振变换电路第三实施例的逻辑框图；

图4是本实用新型一种谐振变换电路一实施例的电路原理图；

图5是本实用新型一种谐振变换器控制方法一实施例的程序流程图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种谐振变换电路一实施例中，包括：谐振变换器110，其中谐振变换器110包括在谐振变换器110的输入端和谐振变换器110的输出端之间依次级联连接的开关电路111、谐振电路112和整流滤波电路113；以及连接谐振变换器110的输出端，用于对谐振变换器110的输出端采样以输出第一采样信号的第一采样单元120；连接第一采样单元120，用于接收第一采样信号以输出控制电平的控制器130；连接开关电路111和控制器130，用于接收控制电平以输出驱动信号控制开关电路111的驱动电路140；其中，第一采样单元120包括第一直流采样单元121和第一交流采样单元122，第一采样信号包括第一直流采样信号和第一交流采样信号，第一直流采样单元121对谐振变换器110的输出端的直流分量采样以输出第一直流采样信号，第一交流采样单元122对谐振变换器110的输出端的交流分量采样以输出第一交流采样信号。具体的，谐振变换电路中，其谐振变换器110包括开关电路111、谐振电路112和整流滤波电路113，其中开关电路111连接谐振变换器110的输入端，电源输入通过谐振变换器110的输入端输入谐振变换器110，谐振变换器110内部开关电路111控制电源输出的导通时间切换频率等电源输入特性，谐振电路112对电源输入进行谐振变换后通过整流滤波电路113的整流滤波处理以得到电源输出，并通过谐振变换器110的输出端输出。在谐振变换器110的输出端设置第一采样单元120，其对谐振变换器110的电源输出采样，获取对应的采样信号即第一采样信号，设置控制器130连接第一采样单元120，接收第一采样信号并输出控制电平，连接开关电路111和控制器130的驱动电路140接收该控制电平输出驱动信号控制开关电路111导通或关断，实现谐振变换器110的输入和输出反馈调节。同时驱动电路140还实现谐振变换器110输入端与控制器130电路的隔离，以保证谐振变换器110输入端与其输出端的隔离。其中对谐振变换器110的电源输出的采样可以包括直流采样和交流采样，即第一采样单元120可以包括第一直流采样单元121和第一交流采样单元122，第一采样信号包括对应的第一直流采样信号和第一交流采样信号，其第一直流采样由第一直流采样单元121对谐振变换器110电源输出的直流分量采样输出，第一交流采样信号由第一交流采样单元122对谐振变换器110电源输出的交流分量采样输出。

可选的，第一直流采样单元121包括第一电流采样电路和/或第一电压采样电路，第一交流采样单元122包括第二电流采样电路和/或第二电压采样电路。可以理解，第一直流采样单元121可以采用电流采样也可以采用电压采样，还可以同时包含电流采样和电压采样，其通过电流采样获取谐振变换器110输出端的电源输出的直流电流特性，其通过电压采样获取谐振变换器110输出端的电源输出的直流电压特性。第一交流采样单元122也可以采用电流采样或者电压采样中的一种或者两种，其通过电流采样获取谐振变换器110输出端的电源输出的交流电流特性，其通过电压采样获取谐振变换器110输出端的电源输出的交流电压特性。

可选的，如4所示，在一实施例中，第一直流采样单元121包括电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r10、二极管d1、双二极管d8、电容c4和电容c5；电阻r2、电阻r4和电阻r10串联连接后一端连接谐振变换器110的输出端、另一端连接控制器130和电容c5的第一端，电容c5的第二端接地；二极管d1的负极连接电阻r2和电阻r4的串联节点，二极管d1的正极接地；电阻r5和电容c4并联连接后一端连接电阻r4与电阻r10串联节点、另一端接地；双二极管d8的第一端接地，双二极管d8的第二端输入一电源电压，双二极管d8的第三端连接控制器130。即，第一直流采样单元121可以通过电阻r2、电阻r4、电阻r10和电阻r5对谐振变换器110的电源输出进行直流电压采样，其电阻r2、电阻r4和电阻r5组成分压电路，其中二极管d1和双二极管d8起到电压钳位作用，对后级电路例如控制器起到保护作用，电容c4和电容c5构成滤波电路，用于对高频滤波，使采样信号受到干扰更小。

可选的，在一实施例中，第一交流采样单元122包括电容c1、电阻r8、电阻r13、电阻r14、电容c6、稳压管d5和双二极管d9；电容c1、电阻r8和电阻r13串联连接后一端连接谐振变换器110的输出端、另一端连接控制器130和电容c6的第一端，电容c6的第二端接地，电阻r14的第一端连接电阻r8和电阻r13的串联节点和稳压管d5的负极，电阻r14的第二端接地，稳压管d5的正极接地，双二极管d9的第一端接地，双二极管d9的第二端输入一电源电压，双二极管d9的第三端连接控制器130。其通过电容c1、电阻r8、电阻r13和电阻r14对谐振变换器110的电源输出进行交流电压采样，其中电容c1用于隔离直流输入，电阻r8和电阻r14组成分压电路，稳压管d5和双二极管d9起到电压钳位作用，对后级电路例如控制器起到保护作用，电容c6构成滤波电路，用于对高频滤波，使采样信号受到干扰更小。

可选的，如图2所示，在一实施例中，本实用新型的谐振变换电路还包括第二采样单元150和隔离单元160；第二采样单元150连接谐振变换器110的输入端，用于对谐振变换器的电源输入采样以输出第二采样信号；隔离单元160连接第二采样单元150和控制器130，控制器130还用于接收第二采样信号以输出控制电平。具体的，可以对谐振变换器110的电源输入进行采样以获取谐振变换器110的电源输入特性，控制器130通过同时获取谐振变换器110的电源输入和电源输出特性对谐振变换器110更好的控制。其具体为通过与谐振变换器110的输入端连接的第二采样单元150对谐振变换器110的电源输入采样，其通过隔离单元160实现谐振变换器110的电源输入与控制器130电路的隔离。

可选的，如图3所示，在一实施例中，第二采样单元150包括第二直流采样单元151和/或第二叫流采样单元152，第二采样信号包括第二直流采样信号和/或第二交流采样信号；第二直流采样单元151对电源输入的直流分量采样以输出第二直流采样信号；第二叫流采样单元152对电源输入的交流分量采样以输出第二交流采样信号。其中对谐振变换器110的电源输入的采样可以包括直流采样和交流采样，即第二采样单元150可以包括第二直流采样单元151和第二叫流采样单元152，第二采样信号包括对应的第二直流采样信号和第二交流采样信号，其第二直流采样由第二直流采样单元151对谐振变换器110的电源输入的直流分量采样输出，第二交流采样信号由第二叫流采样单元152对谐振变换器110的电源输出的交流分量采样输出。

可选的，如图4所示，在一实施例中，第二直流采样单元151包括电阻r1、电阻r3、电阻r6、电阻r9、二极管d2、双二极管d7、电容c3和电容c7；电阻r1、电阻r3和电阻r9串联连接后一端连接谐振变换器110的输入端、另一端连接隔离单元160和电容c7的第一端，电容c7的第二端接地；二极管d2的负极连接电阻r1和电阻r3的串联节点，二极管d2的正极接地；电阻r6和电容c3并联连接后一端连接电阻r3与电阻r9串联节点、另一端接地；双二极管d7的第一端接地，双二极管d7的第二端输入一电源电压，双二极管d7的第三端连接隔离单元160。即，第二直流采样单元151可以通过电阻r1、电阻r3、电阻r6和电阻r9对谐振变换器110的电源输入进行直流电压采样，其中电阻r1、电阻r3和电阻r6组成分压电路，其中二极管d2和双二极管d7起到电压钳位作用，对后级电路例如控制器起到保护作用，电容c3和电容c7构成滤波电路，用于对高频滤波，使采样信号受到干扰更小。

可选的，在一实施例中，第二叫流采样单元152包括电容c2、电阻r7、电阻r11、电阻r12、电容c8、稳压管d4和双二极管d6；电容c2、电阻r7和电阻r11串联连接后一端连接谐振变换器110的输入端、另一端连接隔离单元160和电容c8的第一端，电容c8的第二端接地，电阻r12的第一端连接电阻r7和电阻r11的串联节点和稳压管d4的负极，电阻r12的第二端接地，稳压管d4的正极接地，双二极管d6的第一端接地，双二极管d6的第二端输入一电源电压，双二极管d6的第三端连接隔离单元160。其通过电容c2、电阻r7、电阻r11和电阻r12对谐振变换器110的电源输出进行交流电压采样，其中电容c2用于隔离直流输入，电阻r7和电阻r12组成分压电路，稳压管d4和双二极管d6起到电压钳位作用，对后级电路例如控制器起到保护作用，电容c8构成滤波电路，用于对高频滤波，使采样信号受到干扰更小。

另，本实用新型的一种谐振变换器控制方法，应用于如上面任意一项的谐振变换电路，其过程包括：

s1、控制谐振变换器缓起谐振；

s2、判断谐振变换器是否进入间歇模式，若是，则执行步骤s3，若否，则执行步骤s5；

s3、调整谐振变换器的pwm控制信号的占空比，并在占空比调整过程中监测谐振变换器电源输出的直流分量和交流分量；

s4、在交流分量和直流分量满足第一预设条件时结束占空比调整并执行步骤s6；

s5、对谐振变换器进行变频调节，并在变频调节过程中监测谐振变换器电源输出的直流分量和交流分量，并在直流分量和交流分量满足第二预设条件时停止所述变频调节；

s6、谐振变换器进入稳定工作状态。

其具体的控制过程为，在谐振变换器上电工作时，通过控制电路控制谐振变换器缓起，其缓起过程具体为控制谐振变换器的启动谐振频率从大到小逐步调节控制，以避免启动电流过冲，并在启动过程中判断谐振变换器是否进入间歇模式，通常，在谐振变换器重载时，其谐振频率调节过程中，会在谐振频率比较低的情况下进入稳态工作状态，当谐振变换器在轻载，其谐振频率无法调节，即在其频率的上限时，谐振变换器依然无法进入稳定工作，此时谐振变换器会进入间歇模式，因此如果缓起时候，谐振频率最大无法下调就代表进入间歇了。因此可以通过在谐振变换器启动过程中，判定谐振变换器是否进入间歇模式。当谐振变换器进入间歇模式时，其输出精度和纹波均会变差，此时可以通过调整谐振变换器的pwm控制信号的占空比，即通过控制电路调整其驱动电路的驱动信号，以调整开关电路的导通或关断时间，并检测谐振变换器的电源输出的的直流分量和交流分量，也可以理解检测电源输出的纹波和电源输出精度，当电源输出精度和纹波满足要求时，其可以结束占空比调整。纹波可以为电流纹波和电压纹波中的任意一种或两种。电源输出精度也可以为输出电压的精度或者输出电流的精度。当在纹波和电源输出精度满足要求时，控制谐振变换器以当前占空比进行稳态工作状态。在步骤s2中，当在谐振变换器缓起谐振过程中，判定谐振变换器为重载状态，即其没有进入间歇模式，其可以通过变频调节，并在变频调节过程中，监测谐振变换器电源输出的直流分量和交流分量，也可以理解检测电源输出的纹波和电源输出精度，当电源输出精度和纹波满足要求时停止调频，同时控制谐振变换器保持当前调频结果进行稳态工作状态。

可选的，其还可以通过在谐振变换器的电源输入端进行直流采样或交流采样，也可以同时进行直流采样和交流采样，使得在基于输入采样值和波动可以快速响应做出调整、使控制器在变频时工作在最佳频率状态的同时也能使动态特性更好。其具体的，可以将输入的直流采样和交流采样引入补偿到数字控制器，可以提前预知输入动态波动，快速做出响应。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。