一种提高大功率LLC控制器短路保护灵敏度电路的制作方法

本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种开关操作电源，尤其涉及一种提高大功率llc控制器短路保护灵敏度电路。

背景技术：

在现有的开关电源拓扑中，llc是比较先进的dc转换电路，llc转换电路虽然转换效率高，器件电压电流应力小，电磁辐射小，既可以实现全功率内的初级开关管零电压开关，也可以实现全功率内的次级整流管零电流开关；但是动态环路响应速度慢，大功率时短路保护难以调整，并且在保护大功率短路时必须使用单片机来进行短路保护，因此必须提供一个额外的辅助电源来给单片机供电，造成成本的增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供了一种提高大功率llc控制器短路保护灵敏度电路，在单片机没有辅助电源的情况下提供有效的短路保护功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种提高大功率llc控制器短路保护灵敏度电路，包括llc控制器、逆变电路、谐振网络、第一变压器、第二变压器、输出整流滤波电路和输出负载电路；所述谐振网络包括谐振电容c3、谐振电感lr以及激励电感lm，所述第一变压器包括激励电感lm、铁芯t1和副边绕组，所述第二变压器包括谐振电感lr、铁芯t2和辅助绕组，所述输出整流滤波电路包括第一输出整流滤波电路和第二输出整流滤波电路，所述输出负载电路包括第一输出负载电路和第二输出负载电路；所述llc控制器分别与所述逆变电路、第二输出负载电路连接，所述逆变电路上并联谐振网络并接地，所述副边绕组经第一输出整流滤波电路与第一输出负载电路连接并接地，所述辅助绕组经第二输出整流滤波电路与第二输出负载电路连接并接地；所述llc控制器为pwm控制芯片。

优选的，所述逆变电路为半桥逆变电路，所述半桥逆变电路包括开关mos管q2、开关mos管q3、二极管d5和二极管d6；所述开关mos管q2的源极分别与开关mos管q3的漏极、谐振电感lr的一端连接，所述谐振电感lr的另一端经激励电感lm与谐振电容c3的一端连接，所述谐振电容c3的另一端与所述开关mos管q3的源极连接并接地，二极管d5并联在开关mos管q2的源极与漏极之间，且二极管d5的正极与开关mos管q2的源极相连；二极管d6并联在开关mos管q3的源极与漏极之间，且二极管d6的正极与开关mos管q3的源极相连，所述开关mos管q2的栅极连接所述llc控制器的引脚h，所述开关mos管q3的栅极连接所述llc控制器的引脚l。

优选的，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述第一输出整流滤波电路包括二极管d1、二极管d7和极性电容c4；所述第一副边绕组的一端与二极管d7的正极连接，另一端与所述第二副边绕组的一端连接并接地，所述第二副边绕组的另一端一端与二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极、二极管d7的负极均与第一输出负载电路的正极输出端v+连接，所述极性电容c4的正极连接第一输出负载电路的正极输出端v+，负极接地。

优选的，所述第二输出整流滤波电路包括二极管d3、电阻r3和电容c1，所述辅助绕组的一端连接二极管d3的正极，另一端连接电容c1的一端并接地，所述二极管d3的负极经电阻r3与所述电容c1的另一端连接，所述电容c1的另一端与第二输出负载电路连接并接地。

更优选的，所述辅助绕组的两端并联有电阻r4。

优选的，所述第二输出负载电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c2、二极管d4、三极管q1和三端稳压二极管d8，所述电阻r6的一端与所述第二输出整流滤波电路连接并接地，另一端连接三端稳压二极管d8的参考极，所述三端稳压二极管d8的参考极、正极间并联电阻r7,所述三端稳压二极管d8的正极接地，所述电阻r8、电容c2串联后并联在所述三端稳压二极管d8的负极和参考极的两端，所述三端稳压二极管d8的负极经电阻r2分别连接三极管q1的发射极、引脚vcc，所述三端稳压二极管d8的负极经电阻r11连接二极管d4的负极，所述二极管d4的正极连接三极管q1的基极，所述三极管q1的基极、发射极两端并联电阻r1，所述三极管q1的集电极经电阻r9与所述pwm控制芯片的引脚opp或引脚vop连接，所述三极管q1的集电极经电阻r9与电阻r10的一端连接，所述电阻r10的另一端接地。

更优选的，所述电阻r10的两端并联有稳压二极管d2，稳压二极管d2的正极与所述pwm控制芯片的引脚opp或引脚vop连接，负极接地，所述电阻r6经负载电阻r5接地。

有益效果：

此电路只需要在原有的llc的谐振电感lr中，增加一个辅助绕组，利用llc谐振电路的原理，谐振电感两端的电压和输出功率是正比关系，利用增加的绕组检测主绕组上的电压来判断输出端是否短路或过载，在没有辅助电源的情况下提供有效的短路保护功能，并且成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种提高大功率llc控制器短路保护灵敏度电路的电路图。

图中，1为第一副边绕组，2为第二副边绕组，3为辅助绕组。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种提高大功率llc控制器短路保护灵敏度电路，包括llc控制器、逆变电路、谐振网络、第一变压器、第二变压器、输出整流滤波电路和输出负载电路；所述谐振网络包括谐振电容c3、谐振电感lr以及激励电感lm，所述第一变压器包括激励电感lm、铁芯t1和副边绕组，所述第二变压器包括谐振电感lr、铁芯t2和辅助绕组，所述输出整流滤波电路包括第一输出整流滤波电路和第二输出整流滤波电路，所述输出负载电路包括第一输出负载电路和第二输出负载电路；所述llc控制器分别与所述逆变电路、第二输出负载电路连接，所述逆变电路上并联谐振网络并接地，所述副边绕组经第一输出整流滤波电路与第一输出负载电路连接并接地，所述辅助绕组经第二输出整流滤波电路与第二输出负载电路连接并接地；所述llc控制器为pwm控制芯片。在谐振电感lr上增加辅助绕组，形成第二变压器，利用llc谐振电路的原理，谐振电感lr两端的电压和输出功率成正比关系，通过辅助绕组两端的电压来判断第一输出负载电路是否短路或过载。

在具体实施过程中，所述逆变电路为半桥逆变电路，所述半桥逆变电路包括开关mos管q2、开关mos管q3、二极管d5和二极管d6；所述开关mos管q2的源极分别与开关mos管q3的漏极、谐振电感lr的一端连接，所述谐振电感lr的另一端经激励电感lm与谐振电容c3的一端连接，所述谐振电容c3的另一端与所述开关mos管q3的源极连接并接地，二极管d5并联在开关mos管q2的源极与漏极之间，且二极管d5的正极与开关mos管q2的源极相连；二极管d6并联在开关mos管q3的源极与漏极之间，且二极管d6的正极与开关mos管q3的源极相连，所述开关mos管q2的栅极连接所述llc控制器的引脚h，所述开关mos管q3的栅极连接所述llc控制器的引脚l。其中，电容c3的规格为630v、473j。

在具体实施过程中，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述第一输出整流滤波电路包括二极管d1、二极管d7和极性电容c4；所述第一副边绕组的一端与二极管d7的正极连接，另一端与所述第二副边绕组的一端连接并接地，所述第二副边绕组的另一端一端与二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极、二极管d7的负极均与第一输出负载电路的正极输出端v+连接，所述极性电容c4的正极连接第一输出负载电路的正极输出端v+，负极接地。其中，二极管d1、二极管d7的型号均为mbr20100，极性电容c4的规格为50v、1000uf。

在具体实施过程中，所述第二输出整流滤波电路包括二极管d3、电阻r3和电容c1，所述辅助绕组的一端连接二极管d3的正极，另一端连接电容c1的一端并接地，所述二极管d3的负极经电阻r3与所述电容c1的另一端连接，所述电容c1的另一端与第二输出负载电路连接并接地，所述辅助绕组的两端还并联有电阻r4。其中，二极管d3的型号为1n4148，电阻r3的规格为100欧姆，电阻r4的规格为220欧姆，电容c1的规格为20v、220nf。

在具体实施过程中，所述第二输出负载电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c2、二极管d4、三极管q1和三端稳压二极管d8，所述电阻r6的一端分别与所述第二输出整流滤波电路、负载电阻r5的一端连接，负载电阻r5的另一端接地，另一端连接三端稳压二极管d8的参考极，所述三端稳压二极管d8的参考极、正极间并联电阻r7,所述三端稳压二极管d8的正极接地，所述电阻r8、电容c2串联后并联在所述三端稳压二极管d8的负极和参考极的两端，所述三端稳压二极管d8的负极经电阻r2分别连接三极管q1的发射极、引脚vcc，所述三端稳压二极管d8的负极经电阻r11连接二极管d4的负极，所述二极管d4的正极连接三极管q1的基极，所述三极管q1的基极、发射极两端并联电阻r1，所述三极管q1的集电极经电阻r9与所述pwm控制芯片的引脚opp或引脚vop连接，所述三极管q1的集电极经电阻r9与电阻r10的一端连接，所述电阻r10的另一端接地，所述电阻r10的两端还并联有稳压二极管d2，稳压二极管d2的正极与所述pwm控制芯片的引脚opp或引脚vop连接，负极接地。当三端稳压二极管d8的入电压超过2.5v时，则会拉低三极管q1基极，使三极管你q1导通，经过电阻r9和电阻r10分压送入pwm控制芯片中，完成短路或过载保护功能。

其中，电阻r1为三极管q1提供反偏电压，二极管d4为增加三极管q1的开启压差提供抗干扰能力，电阻r2为三端稳压二极管d8提供供电，电阻r8、电容c2为三端稳压二极管d8提供环路补偿。三端稳压二极管d8的型号为tl431ailp，稳压二极管d2的型号为zpd4.7，二极管d4的型号为1n4148，电阻r1的规格为10000欧姆，电阻r2的规格为3300欧姆，负载电阻r5的规格为2000欧姆，电阻r6的规格为3300欧姆，电阻r7的规格为10000欧姆，电阻r8的规格为1000欧姆，电阻r9的规格为1000欧姆，电阻r10的规格为10000欧姆。

本实用新型所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。