应用于LLC谐振变换器的保护电路及谐振变换器的制作方法

本技术属于llc谐振电路，尤其涉及应用于llc谐振变换器的保护电路及谐振变换器。

背景技术：

1、在开关电源应用中，llc谐振变换器由于其优良的软开关、emi、高效率以及高功率密度等特性，近十年来成为一种备受关注的dc/dc拓扑，被广泛应用于消费类电子、工业、通信等领域。

2、在llc谐振变换器实际工作中，由于输出负载异常导致的短路，或者llc谐振变换器自身异常导致短路，llc谐振变换器都需要快速保护关机，将损坏降低到最小范围，减少损失。

3、目前，llc谐振变换器主要分为数字型控制和模拟型控制，无论采用数字控制还是模拟控制，两种控制芯片一般均与输出侧共地，因为与输出侧共地，对于输出电压、输出电流采集电路均需要使用隔离采样，造成采样电路和控制电路复杂，生产成本提高。

4、本申请提供一种保护电路，以实现llc谐振变换器初级侧的短路保护。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供了应用于llc谐振变换器的保护电路及谐振变换器，以实现llc谐振变换器初级侧的短路保护。

2、本实用新型实施例的第一方面提供了一种应用于llc谐振变换器的保护电路，包括：电流互感器模块、比较器模块、隔离器模块；

3、比较器模块分别与电流互感器模块和隔离器模块连接，电流互感器模块用于与llc谐振变换器的初级侧连接，隔离器模块的输出端用于与llc谐振变换器的主控模块连接；

4、电流互感器模块采集llc谐振变换器中初级侧电流，并将电流传输给比较器模块；比较器模块将电流与基准电流进行比较，在电流不大于基准电流时，将第一电平信号通过隔离器模块发送给主控模块，在电流大于基准电流时，将第二电平信号通过隔离器模块发送给主控模块；

5、其中，主控模块在收到第二电平信号时，停止向llc谐振变换器初级侧的开关管输出pwm控制信号。

6、在一个实施例中，电流互感器模块包括：电流互感器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；

7、电流互感器，原边用于与llc谐振变换器的初级侧连接，副边第一端分别与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接，副边第二端分别与第三二极管的阴极和第四二极管的阳极连接；

8、第一电阻，第一端分别与第二电阻的第一端、第三电阻的第一端、第一电容的第一端、第一二极管的阳极、第三二极管的阳极和第一接地端连接，第二端分别与第二电阻的第二端、第三电阻的第二端、第一电容的第二端、第二二极管的阴极和第四二极管的阴极连接；

9、第二二极管的阴极还与比较器模块连接。

10、在一个实施例中，比较器模块包括：比较器芯片、第二电容、第四电阻和第五电阻；

11、比较器芯片，第一端分别与第四电阻的第二端和隔离器模块连接，第二端与第二接地端连接，第三端分别与第二电容的第一端和第五电阻的第一端连接，第四端用于接收外部的基准电流，第五端分别与第四电阻的第一端和第一供电端连接；

12、第二电容的第二端与第二接地端连接，第五电阻的第二端与电流互感器模块连接。

13、在一个实施例中，隔离器模块包括：数字信号隔离芯片、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；

14、数字信号隔离芯片，第一电源端分别与第三电容的第一端、第四电容的第一端和第二供电端连接，第一地端分别与第三电容的第二端、第四电容的第二端和第二接地端连接，信号接收端与比较器模块连接，信号输出端用于与主控模块连接，第二电源端分别与第五电容的第一端、第六电容的第一端和第三供电端连接，第二地端分别与第五电容的第二端、第六电容的第二端和第一地端连接。

15、在一个实施例中，保护电路还包括基准模块，基准模块与比较器模块连接，为比较器模块提供基准电流。

16、在一个实施例中，基准模块包括：第六电阻、第七电阻和第七电容；

17、第六电阻，第一端与第四供电端连接，第二端分别与第七电容的第一端、第七电阻的第一端和隔离器模块连接；

18、第七电阻的第二端和第七电容的第二端均与第二接地端连接。

19、在一个实施例中，保护电路包括信号传输模块，信号传输模块连接在隔离器模块和主控模块之间。

20、在一个实施例中，信号传输模块包括：激光二极管、第八电阻、第九电阻和第八电容；

21、激光二极管，ld发射端与第五供电端连接，pd接收端分别与第八电容的第二端、第九电阻的第二端和第一接地端连接，公共端分别与第八电阻的第一端、第九电阻的第一端、第八电容的第二端和主控模块连接；

22、第八电阻的第一端与隔离器模块连接。

23、本实用新型实施例的第二方面提供了一种谐振变换器，包括如上第一方面任一项的应用于llc谐振变换器的保护电路，还包括主控模块和llc谐振变换器。

24、在一个实施例中，主控模块包括主控芯片和驱动芯片。

25、本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例在初级侧电流大于基准电流时，也即llc谐振变换器的初级侧可能发生短路，主控模块可以停止向llc谐振变换器初级侧的开关管输出pwm控制信号，以达到保护电路的目的，实现llc谐振变换器初级侧的短路保护。

技术特征：

1.一种应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，包括：电流互感器模块、比较器模块、隔离器模块；

2.如权利要求1所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述电流互感器模块包括：电流互感器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；

3.如权利要求1所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述比较器模块包括：比较器芯片、第二电容、第四电阻和第五电阻；

4.如权利要求1所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述隔离器模块包括：数字信号隔离芯片、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；

5.如权利要求1所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括基准模块，所述基准模块与所述比较器模块连接，为所述比较器模块提供基准电流。

6.如权利要求5所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述基准模块包括：第六电阻、第七电阻和第七电容；

7.如权利要求1所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括信号传输模块，所述信号传输模块连接在所述隔离器模块和所述主控模块之间。

8.如权利要求7所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，其特征在于，所述信号传输模块包括：激光二极管、第八电阻、第九电阻和第八电容；

9.一种谐振变换器，其特征在于，包括如上1至8任一项所述的应用于llc谐振变换器的保护电路，还包括主控模块和llc谐振变换器。

10.如权利要求9所述的谐振变换器，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片和驱动芯片。

技术总结
本技术公开了一种应用于LLC谐振变换器的保护电路，其特征在于，包括：电流互感器模块、比较器模块、隔离器模块；比较器模块分别与电流互感器模块和隔离器模块连接，电流互感器用于与LLC谐振变换器的初级侧连接，隔离器模块的输出端用于与LLC谐振变换器的主控模块连接；电流互感器模块采集LLC谐振变换器中初级侧电流，并将电流传输给比较器模块；比较器模块在电流大于基准电流时，将第二电平信号通过隔离器模块发送给主控模块；其中，主控模块在收到第二电平信号时，停止向LLC谐振变换器初级侧的开关管输出PWM控制信号。本技术电路简洁，占用空间小，实用性高。

技术研发人员：于泽坤,乔凯明,郭禹,崔长江,王兴,帅宁,李世涛,孙明皓,杨猛,刘仔航
受保护的技术使用者：石家庄通合电子科技股份有限公司
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/15