专利名称：一种新型的谐振电源过流保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的谐振电源过流保护电路。
技术背景
目前在IXD TV电源的直流-直流变换器中，LLC的谐振电源应用广泛，LLC拓扑结 构的谐振电源具有很多优点(1)结构简单；(2)从零到满负载都可以保证初级开关切换管 工作在零电压开通状态，次级整流管工作在零电流开通状态；(3)高效率；(4)次级整流管 的电压应力较低，为输出电压的两倍。但是也有一个问题，就是过电流保护不易设计，在过 负载及输出短路的条件下，初级开关管及次级整流管都受到较大的电流应力。
目前各IC厂家采取的过电流保护策略都是在检测到过电流或过载后，将电源的 工作频率上升，远离谐振频率点，使变换器工作在其电压增益值较低的位置，以达到限制负 载电流的目的。
由于LLC谐振变换器具有两个谐振频率，并联谐振点和串联谐振点。并联谐振频 率点是负载呈容性和感性的分界点；串联谐振频率点处，效率最高。正常工作时，为了保证 开关管工作在零电压开通状态，工作频率高于并联谐振点，一般设定在串联谐振频率点附 近，而当工作频率高于串联谐振频率点以后，其变换器输出对输入的电压增益曲线较为平 坦，变化缓慢。当负载过电流时，要达到限制电流的目的，需要将工作频率调整到很高的频 率处；在短路状态下，有时将工作频率调到2 3倍的正常工作频率才能将电流限制在一个 相对还可以接受的范围内。这种过电流保护机制存在着以下缺点(1)保护电路工作时，工 作频率变化太大，且在短路时要求频率变化足够快才能达到目的，否则各开关器件将受到 较大的电流应力，可能引起失效。(2)当短路时，各开关器件的电流最大，而此时保护电路 又使工作频率上升，所以初级开关管的关断损耗急剧上升，致致使开关器件的瞬间热应力 急剧增大。(3)过流保护动作时，频率增加到正常工作频率的2 3倍，电流过载且要正常工 作，所以变压器的体积会较大。
具体的如图1所示，图1是传统LLC变换器电压增益曲线图，图中有两个谐振频 率f0° :=2^'VCFWTTFT ；· = 21^'^ (其中众=LLC谐振变换器的谐振电容； Lm 谐振变压器的励磁电感；Lr 谐振变压器的漏感；f00 :LLC并联谐振频率点；f01 =LLC串 联谐振频率点)从图中可以看出，在频率高于串联谐振频率点f01之后，其电压增益变化缓 慢。而在过载或短路条件下，为了对过电流进行保护，必需将电源工作频率往上升，使变换 器的增益下降，达到过电流保护的目的。从该图示我们可以看出，在一定的负载下，要达到 比较低的电压增益，需要将工作频率调整到很高的值。发明内容
本发明的目的是提供一种新型的谐振电源过流保护电路，有效提高谐振电源过电 流保护的能力，降低谐振电源的功率器件在过流及短路时的瞬间电流应力。
本发明的新型的谐振电源过流保护电路，包括谐振电源的LLC谐振变压器和LLC 谐振电容，其特征在于在所述LLC谐振变压器和LLC谐振电容之间串接一 LC陷波器。
上述的陷波器的陷波频点设定在所述谐振电源的LLC谐振变换器工作频率的两 倍处。
上述串接的LC陷波器还附带一串联谐振频率点，该频率点设定在三倍的谐振电 源的LLC谐振变换器工作频率的三倍处。
本发明一实施例中，还进一步包括第一开关管、第二开关管、LLC谐振变换器以及 反馈电路；所述第一开关管的源极和第二开关管的漏极与所述LLC谐振变压器的初级第一 端连接；所述第一开关管的漏极接母线电压，所述的第二开关管的源极接地；所述的第一 开关管和第二开关管的栅极分别与LLC谐振变换器的控制器的上桥臂驱动端和下桥臂驱 动端连接；所述的反馈电路与所述控制器连接，用于反馈LLC谐振变压器输出端电压。
本发明在传统的LLC谐振回路中增加一个陷波器，将陷波器的陷波频点设置在两 倍的工作频率处，当过载或短路时，变换器的工作频率只要从正常工作频率到两倍的正常 工作频率之间变化，其电压增益就可以从1变化到0。所以只要变化相对小的多的频率，就 可以达到过电流保护的目的。从而达到快速有效的过载，短路保护的目的。
图1是传统LLC变换器电压增益曲线图；本图例中增益函数为fein(f，r)，各函 数用不同的线条区分，是将变压器二次侧输出等效到初级后对输入的增益函数。其中f为 相应的工作频率，即图示中的X轴；r是负载电阻，单位是欧姆。图示中画出负载电阻分别 为0. 1欧姆、0. 5欧姆、1欧姆、2欧姆、3欧姆、5欧姆时的增益曲线。
图2是本发明的电路连接示意图。
图3是本发明的LLC变换器电压增益曲线图；本图例中增益函数为Kain(f，r)， 各函数用不同的线条区分，是将变压器二次侧输出等效到初级后对输入的增益函数。其中 f为相应的工作频率，即图示中的X轴；r是负载电阻，单位是欧姆。图示中画出负载电阻分 别为0. 1欧姆、0. 5欧姆、1欧姆、2欧姆、3欧姆、5欧姆时的增益曲线。
图4是本发明一实施例的谐振电源的电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例子对本发明做进一步说明。
本发明提供一种新型的谐振电源过流保护电路，包括谐振电源的LLC谐振变压器 T970和LLC谐振电容C980，其特征在于在所述LLC谐振变压器和LLC谐振电容之间串接 一 LC陷波器。该LC陷波器包括电感L973和电容C996。
如图2所示，本发明进一步包括第一开关管Q970、第二开关管Q971、LLC谐振变换 器以及反馈电路；所述第一开关管的源极和第二开关管的漏极与所述LLC谐振变压器的初 级第一端连接；所述第一开关管Q970的漏极接母线电压，所述的第二开关管Q971的源极接 地；所述的第一开关管和第二开关管的栅极分别与LLC谐振变换器的控制器的上桥臂驱动 端和下桥臂驱动端连接；所述的反馈电路与所述控制器连接，用于反馈LLC谐振变压器输 出端电压。
下面结合图3对本发明实现的效果及原理进行进一步解释说明，从增益曲线图示 中我们可以看出有4个谐振点，分别描述如下
权利要求
1.一种新型的谐振电源过流保护电路，包括谐振电源的LLC谐振变压器和LLC谐振电 容，其特征在于在所述LLC谐振变压器和LLC谐振电容之间串接一 LC陷波器。
2.根据权利要求1所述的新型的谐振电源过流保护电路，其特征在于所述的陷波器 的陷波频点设定在所述谐振电源的LLC谐振变换器工作频率的两倍处。
3.根据权利要求1所述的新型的谐振电源过流保护电路，其特征在于串接的LC陷波 器还附带一串联谐振频率点，该频率点设定在三倍的谐振电源的LLC谐振变换器工作频率 的三倍处。
4.根据权利要求1所述的新型的谐振电源过流保护电路，其特征在于进一步包括第 一开关管、第二开关管、LLC谐振变换器以及反馈电路；所述第一开关管的源极和第二开关 管的漏极与所述LLC谐振变压器的初级第一端连接；所述第一开关管的漏极接母线电压， 所述的第二开关管的源极接地；所述的第一开关管和第二开关管的栅极分别与LLC谐振变 换器的控制器的上桥臂驱动端和下桥臂驱动端连接；所述的反馈电路与所述控制器连接， 用于反馈LLC谐振变压器输出端电压。
全文摘要
本发明涉及一种新型的谐振电源过流保护电路，包括谐振电源的LLC谐振变压器和LLC谐振电容，其特征在于在所述LLC谐振变压器和LLC谐振电容之间串接一LC陷波器。本发明能有效提高谐振电源过电流保护的能力，降低谐振电源的功率器件在过流及短路时的瞬间电流应力，提高产品的信赖性。
文档编号H02M1/32GK102035363SQ20111000805
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月15日 优先权日2011年1月15日
发明者王星光 申请人:福建捷联电子有限公司