一种LLC开关电源及其控制装置和控制方法与流程

本发明属于llc开关电源，具体涉及一种llc开关电源的控制装置、llc开关电源及其控制方法，尤其涉及一种新型llc开关电源的后级低损耗同步整流电路及其同步整流控制方法、以及具有新型llc开关电源的后级低损耗同步整流电路的llc开关电源。

背景技术：

1、llc(即一种通过控制开关频率来实现输出电压恒定的谐振电路)开关电源，常常用在中等功率的供电场合，因此llc开关电源对于开关损耗的重视程度要高于反激式开关电源。但是，llc开关电源的开关损耗较大，影响了llc开关电源的效率。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种llc开关电源的控制装置、llc开关电源及其控制方法，以解决llc开关电源的开关损耗较大，影响了llc开关电源的效率的问题，达到通过在半桥llc开关电源的死区时间内，使半桥llc开关电源的同步整流侧的开关管优先于变压器导通，减少同步整流侧的开关管的开关损耗，有利于减小半桥llc开关电源的开关损耗，进而提高半桥llc开关电源的效率的效果。

2、本发明提供一种llc开关电源的控制装置中，所述llc开关电源，包括：半桥电路、谐振电路、变压器、同步整流电路、以及所述同步整流电路的驱动电路；所述半桥电路和所述谐振电路，依次设置在所述变压器的原边侧；所述同步整流电路设置在所述变压器的副边侧；所述半桥电路，包括：上桥开关管和下桥开关管；所述谐振电路，具有谐振电感和激磁电感；所述同步整流电路，包括：第一组整流开关管和第二组整流开关管，所述第一组整流开关管与所述上桥开关管之间对应地开通或关断，所述第二组整流开关管与所述下桥开关管之间对应地开通或关断；所述驱动电路，包括：用于驱动所述第一组整流开关管的第一组驱动单元，以及用于驱动所述第二组整流开关管的第二组驱动单元；所述llc开关电源的控制装置，包括：检测单元和控制单元；其中，所述控制单元，用于在所述llc开关电源上电的情况下，控制所述上桥开关管和所述下桥开关管中的一个开关管开通，记该一个开关管为当前开关管，并记所述上桥开关管和所述下桥开关管中的另一个开关管为下一开关管；以及，控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管所对应的一组驱动单元工作，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管提前设定时间开通；所述控制单元，还用于在所述当前开关管需要关断的情况下，控制所述当前开关管关断，并控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管关断；在所述当前开关管关断之后、且所述下一开关管尚未导通之前，所述llc开关电源进入死区状态；所述检测单元，用于对所述谐振电感上的电流以及所述激磁电流上的电流进行检测，将检测到的所述谐振电感上的电流记为第一检测信号，并将检测到的所述激磁电感上的电流记为第二检测信号；所述控制单元，还用于在所述llc开关电源处于死区状态的情况下，确定所述第一检测信号和所述第二检测信号是否相等，以在确定所述第一检测信号和所述第二检测信号相等的情况下，输出控制信号，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述下一开关管对应的一组整流开关管所对应的一组驱动单元工作，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述下一开关管对应的一组整流开关管在所述变压器的副边侧得电之前优先开通。

3、在一些实施方式中，所述检测单元，包括：第一检测电阻模块和第二检测电阻模块；所述第一检测电阻模块，设置在所述上桥开关管与所述谐振电感之间；所述第二检测电阻模块，设置在所述激磁电感与所述变压器的原边侧之间。

4、在一些实施方式中，其中，所述同步整流电路，为全桥同步整流电路；所述第一组整流开关管，包括：第一开关管和第二开关管；所述第二组整流开关管，包括：第三开关管和第四开关管；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管，构成全桥同步整流电路；所述第一组驱动单元，包括：第一推挽电路；所述第二组驱动单元，包括：第二推挽电路；所述第一推挽电路，用于驱动所述第一开关管和所述第二开关管的开通或关断；所述第二推挽电路，用于驱动所述第三开关管和所述第四开关管的开通或关断；所述控制单元输出的控制信号，包括：第一控制信号和第二控制信号；所述第一控制信号，用于控制所述第一推挽电路工作；所述第二控制信号，用于控制所述第二推挽电路工作。

5、在一些实施方式中，在所述同步整流电路中，在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管中每个开关管的栅极与漏极之间，还设置有保护电阻模块。

6、在一些实施方式中，在所述llc开关电源工作的情况下，所述上桥开关管与所述下桥开关管交替导通；其中：若所述当前开关管为所述上桥开关管，则在所述上桥开关管开通之后关断的情况下，所述控制单元输出的控制信号为所述第二控制信号；若所述当前开关管为所述下桥开关管，则在所述下桥开关管开通之后关断的情况下，所述控制单元输出的控制信号为所述第一控制信号。

7、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种llc开关电源，包括：以上所述的llc开关电源的控制装置。

8、与上述llc开关电源相匹配，本发明再一方面提供一种llc开关电源的控制方法，包括：在所述llc开关电源上电的情况下，控制所述上桥开关管和所述下桥开关管中的一个开关管开通，记该一个开关管为当前开关管，并记所述上桥开关管和所述下桥开关管中的另一个开关管为下一开关管；以及，控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管所对应的一组驱动单元工作，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管提前设定时间开通；在所述当前开关管需要关断的情况下，控制所述当前开关管关断，并控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述当前开关管对应的一组整流开关管关断；在所述当前开关管关断之后、且所述下一开关管尚未导通之前，所述llc开关电源进入死区状态；对所述谐振电感上的电流以及所述激磁电流上的电流进行检测，将检测到的所述谐振电感上的电流记为第一检测信号，并将检测到的所述激磁电感上的电流记为第二检测信号；在所述llc开关电源处于死区状态的情况下，确定所述第一检测信号和所述第二检测信号是否相等，以在确定所述第一检测信号和所述第二检测信号相等的情况下，输出控制信号，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述下一开关管对应的一组整流开关管所对应的一组驱动单元工作，以控制所述第一组整流开关管与所述第二组整流开关管中与所述下一开关管对应的一组整流开关管在所述变压器的副边侧得电之前优先开通。

9、在一些实施方式中，所述第一组驱动单元，包括：第一推挽电路；所述第二组驱动单元，包括：第二推挽电路；所述第一推挽电路，用于驱动所述第一开关管和所述第二开关管的开通或关断；所述第二推挽电路，用于驱动所述第三开关管和所述第四开关管的开通或关断；所述控制单元输出的控制信号，包括：第一控制信号和第二控制信号；所述第一控制信号，用于控制所述第一推挽电路工作；所述第二控制信号，用于控制所述第二推挽电路工作。

10、在一些实施方式中，在所述llc开关电源工作的情况下，所述上桥开关管与所述下桥开关管交替导通；其中：若所述当前开关管为所述上桥开关管，则在所述上桥开关管开通之后关断的情况下，所述控制单元输出的控制信号为所述第二控制信号；若所述当前开关管为所述下桥开关管，则在所述下桥开关管开通之后关断的情况下，所述控制单元输出的控制信号为所述第一控制信号。

11、由此，本发明的方案，通过针对半桥llc开关电源，该半桥llc开关电源具有半桥电路、谐振电路、变压器、同步整流电路、以及同步整流电路的驱动电路；半桥电路和谐振电路依次设置在变压器的原边侧，同步整流电路及其驱动电路设置在变压器的副边侧；在半桥电路中上桥开关管或下桥开关管开通后关断的情况下，半桥llc开关电源进入死区状态；在半桥llc开关电源的死区时间内，检测谐振电路中谐振电感的电流即谐振电流、以及谐振电路中激磁电感的电流即激磁电流是否相等，在谐振电流和激磁电流相等的情况下，控制同步整流电路中与半桥电路中已导通并关断的开关管对应的一组开关管开通，以使该组开关管在变压器的副边侧尚未得到电流的情况下优先导通，避免在变压器的副边侧得到电流之后该组开关管再导通时产生该组开关管上的电压与电流的交越损耗；从而，通过在半桥llc开关电源的死区时间内，使半桥llc开关电源的同步整流侧的开关管优先于变压器导通，减少同步整流侧的开关管的开关损耗，有利于减小半桥llc开关电源的开关损耗，进而提高半桥llc开关电源的效率。

12、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

13、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。