减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路的制作方法

本实用新型涉及LLC谐振变换器技术领域，尤其涉及一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路。

背景技术：

由于LLC谐振变换器的空载打嗝模式电压纹波比较大，因此，在解决空载电压纹波调试的过程中，通常为了减小空载电压的纹波，常使用的方法是：

1. 改变电源的电压环路响应速度；

2. 在开关电源输出增加假负载。

如图1所示，在运算放大器U27-B的反相输入端和输出端并联一电容C115，同时，电容C115还与彼此串联的电容C114和电阻R247并联，串联后的电容C114和电阻R247的电容C114一端与运算放大器U27-B的输出端连接，串联后的电容C114和电阻R247的电阻R247一端与运算放大器U27-B的反相输入端连接。虽然此部分电路改变了电源的电压环路响应速度，并且通过变小电阻R247、电容C114、电容C115的参数可以使响应速度进一步变快，进而使空载电压纹波减小，但是，环路响应速度过快会引起电源振荡，增加了电源损坏的风险。

如图2所示，在开关电源的输出端增加一负载电阻R4后，虽然空载电压纹波减小了，但是，该方案却影响了整机效率和待机功耗，往往不能满足客户要求的其它性能指标。

技术实现要素：

为此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，以克服现有技术的缺陷，减小输出电压纹波。电路结构简单、成本低廉、实用性强。

于是，本实用新型提供了一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，将LLC谐振变换器中的谐振控制芯片U1的SKIP引脚通过电阻R2接地，所述SKIP引脚还与电容C1连接，电容C1的另外一端接地，SKIP引脚通过电阻R1与其反馈电压FB引脚连接，电阻R3的一端与SKIP引脚连接，另一端连接开关二极管D1的负极，开关二极管D1的正极与谐振控制芯片U1的低端驱动MLOWER引脚连接，电容C2的一端与开关二极管D1的负极连接，另一端接地。

其中，所述谐振控制芯片U1为NCP1397芯片。

本实用新型所述减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，通过将谐振控制芯片U1的低端驱动MLOWER驱动脉冲经过开关二极管D1在经过C2滤波，最后在经过R3叠加到NCP1397第8脚SKIP的方式，限制了打嗝时输出电压的上升、下降幅度，以此减小输出电压纹波。电路结构简单、成本低廉、实用性强。

附图说明

图1为现有技术中一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路结构示意图；

图2为现有技术中又一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路结构示意图；

图4为负载电流降低接近空载进入打嗝模式时的空载输出电压纹波示意图；

图5为将控制芯片NCP1397的低端驱动MLOWER驱动脉冲叠加到SKIP脚后，负载电流降低接近空载进入打嗝模式时的空载输出电压纹波示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图3所示，本实施例提供了一种减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，包括谐振控制芯片U1及其外围电路，将LLC谐振变换器中的谐振控制芯片U1的SKIP引脚通过电阻R2接地，所述SKIP引脚还与电容C1连接，电容C1的另外一端接地，SKIP引脚通过电阻R1与其反馈电压FB引脚连接，电阻R3的一端与SKIP引脚连接，另一端连接开关二极管D1的负极，开关二极管D1的正极与谐振控制芯片U1的低端驱动MLOWER引脚连接，电容C2的一端与开关二极管D1的负极连接，另一端接地。

本实施例中，所述谐振控制芯片U1为NCP1397芯片，NCP1397是安森美半导体推出的带半桥驱动的谐振模式控制器。

具体的，NCP1397芯片的第8脚SKIP引脚的工作原理是：SKIP引脚8通过电阻R1，R2分压监测反馈电压FB引脚的反馈电压，当变换器负载小到一定程度时，开关频率达到最高限制频率而失去调节、强迫反馈电压增大，当SKIP引脚8分得的电压达到0.66V的门槛电压时，NCP1397芯片的内部比较器输出低电平而封锁驱动脉冲；驱动关闭后输出电压缓慢下降，反馈电压随着降低，当SKIP引脚8的电压降到低于0.66V 时，有一定回差，但只要该脚电压不低于0.3 V ，启动过程不带缓启动，便解锁驱动脉冲而输出电压又开始上升，重复上述过程便形成打嗝工作模式。

测试最初的电源模块，当负载电流降低接近空载进入打嗝模式时，空载输出电压纹波见图4，通道1为输出电压纹波，通道3为低端驱动MLOWER引脚的驱动信号DRVL，这时LLC谐振变换器的输出电压纹波达到184 mV，打嗝频率约为3.6 Hz；经测试NCP1397芯片SKIP引脚8发现当输出纹波达到最大值时，反馈电压分压后得到的SKIP引脚8电压达到0.66V时关闭驱动，等SKIP引脚8电压再次下降到0.66V以下时，重新开放驱动需经历很长时间，导致输出电压下降太多而引起过大的纹波电压。

从上述分析可知，要降低空载输出电压纹波，需解决两个问题：

1）打嗝模式下，低端驱动MLOWER开放后SKIP引脚8电压应快速上升到门槛电压0.66V 而关闭驱动脉冲，从而限制输出电压的上升幅度；

2）提高打嗝频率，以免打嗝模式关闭驱动后输出电压下降过大的幅度;结合上述对SKIP引脚8电压的要求，若将某个电压信号在打嗝模式驱动出现时叠加在SKIP引脚8电压上将其幅值抬高，使得SKIP引脚8电压快速达到0.66V 而关闭驱动，驱动关闭后将该偏置电压置零使得SKIP引脚8电压快速下降到门槛电压以下而重新开放驱动，即可实现上述对SKIP引脚8电压的要求。经过分析，低端驱动MLOWER信号正好满足这个时序要求。

低端驱动MLOWER引脚11输出的DRVL驱动脉冲，DRVL是一个矩形脉冲信号，通过开关二极管D1和电阻R3在经过电容C2滤波接至SKIP引脚8，通过与SKIP引脚8的电压叠加，使得SKIP引脚8电压快速达到0.66V 而关闭驱动，驱动关闭后将该偏置电压置零，使得SKIP引脚8电压快速下降到SKIP引脚8电压的要求，这时再次测试空载输出电压纹波和打嗝频率，如图5所示。打嗝频率由原来的3.6 Hz 提高为55.8 Hz、纹波由原来的184mV 降低到39.2mV，纹波降为原来的1/4。从而达到减小空载电压纹波的目的。

本实施例所述减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，通过采用将低端驱动MLOWER信号滤波后叠加到控制芯片NCP1397第8脚，即SKIP引脚8，可以提高空载打嗝频率限制打嗝时输出电压的上升、下降幅度，使得输出纹波大大减小从而达到减小空载输出电压纹波的目的。降低了LLC谐振变换器空载输出电压纹波。电路结构简单、成本低且实用性强，方案经实验验证并应用于实际产品，取得良好的效果。

综上所述，本实施例所述减小LLC谐振变换器空载电压纹波的电路，通过将谐振控制芯片U1的低端驱动MLOWER驱动脉冲经过开关二极管D1在经过C2滤波，最后在经过R3叠加到NCP1397第8脚SKIP的方式，限制了打嗝时输出电压的上升、下降幅度，以此减小输出电压纹波。电路结构简单、成本低廉、实用性强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。