一种LLC谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路

本发明属于dc/dc变换器，涉及一种llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路。

背景技术：

1、近年来，随着新能源电动汽车及航空航天等工业领域的不断发展，llc谐振变换器，由于其能实现全负载范围zvs软开关等优点，受到工业界和学术界的广泛关注，而如何提高llc谐振变换器在宽调压全负载范围内的效率和功率密度则成为了其研究重点，其中，副边整流管的同步整流控制是提升llc谐振变换器工作效率的重要环节之一。

2、目前，同步整流管漏源电压检测方案由于其采样电路无损且体积小、不依赖于谐振参数，并且能最直接地反映副边整流管体二极管的导通关断状态，在llc谐振变换器同步整流控制中得到广泛应用。然而现有的同步整流管漏源电压检测方案存在漏源导通电压检测精度低、适用电压等级低等问题，因此亟待改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，该电路能够较为精确的检测llc谐振变换器的漏源电压。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，包括漏源关断电压阻断电路、漏源导通电压补偿电路、漏源关断电压钳位电路及恒流源电路、第一补偿电阻及稳压管；所述漏源导通电压补偿电路包括补偿二极管、第一限流电阻、第一补偿电阻以及运放；漏源关断电压钳位电路包括钳位二极管及稳压管；

3、漏源关断电压阻断电路的一端与被检测的同步整流管的漏极相连，漏源关断电压阻断电路的另一端与补偿二极管的阴极、钳位二极管的阳极以及运放的同向输入端相连，第一限流电阻的一端与补偿二极管的阳极相连，第一限流电阻的另一端与钳位二极管的阴极及恒流源电路相连，第一补偿电阻的一端与补偿二极管的阳极相连，第一补偿电阻的另一端与运放的反向输入端相连，稳压管的阴极与钳位二极管的阴极相连，稳压管的阳极接地，运放的输出端作为最终输出信号端。

4、漏源关断电压阻断电路由若干n个同型号的阻断二极管串联而成。

5、所述恒流源电路包括第二限流电阻及电压源，钳位二极管的阴极与第二限流电阻的一端相连，第二限流电阻的另一端与电压源相连。

6、还包括第二补偿电阻及补偿电容，第二补偿电阻的一端与运放的反向输入端相连，第二补偿电阻的另一端与运放的输出端相连，补偿电容与第二补偿电阻并联。

7、运放的输出端连接有同步整流控制电路。

8、各阻断二极管和补偿二极管为同型号的肖特基二极管。

9、钳位二极管为肖特基二极管。

10、当被检测的同步整流管(ss1)导通时，第一采样电压v1为：

11、

12、其中，vf(da)为单个阻断二极管(dax)的正向导通压降。

13、当被检测的同步整流管(ss1)导通时，第二采样电压v2为：

14、

15、其中，vf(db)为补偿二极管(db)的正向导通压降。

16、当被检测的同步整流管(ss1)导通时，运放(u1)的输出端的输出电压vs为：

17、

18、当被检测的同步整流管(ss1)关断时，运放(u1)的输出端的输出电压vs为：

19、

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路在具体操作时，不需要对漏源电压进行电阻分压，不存在漏源电压太小噪声太大而难以检测的问题。其次，本发明在传统的反向串联二极管采样方式的基础上，一方面增加了漏源导通电压补偿电路，通过差分补偿电路对反向串联二极管带来的电压偏移进行精确补偿，从而精确采样得到同步整流管漏源导通电压，另一方面，本发明可以通过增加漏源关断电压阻断电路中阻断二极管的个数n来扩展适用的电压等级范围，同时在漏源导通电压补偿电路中施以相应的补偿系数，以得到精确的漏源导通电压。另外，恒流源电路在钳位二极管反向截止时提供合适的静态电流，保证稳压管始终工作在反向击穿区，同时给检测回路提供电流，具有漏源导通电压检测精度高的特点，适用电压等级可扩展等优势，非常适用于各种电压等级的llc谐振变换器同步整流控制。

技术特征：

1.一种llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，包括漏源关断电压阻断电路、漏源导通电压补偿电路、漏源关断电压钳位电路及恒流源电路、第一补偿电阻(r1)及稳压管(dcc)；所述漏源导通电压补偿电路包括补偿二极管(db)、第一限流电阻(rs)、第一补偿电阻(r1)以及运放(u1)；漏源关断电压钳位电路包括钳位二极管(dc)及稳压管(dcc)；

2.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，漏源关断电压阻断电路由若干n个同型号的阻断二极管串联而成。

3.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，所述恒流源电路包括第二限流电阻(rcc)及电压源(ldo)，钳位二极管(dc)的阴极与第二限流电阻(rcc)的一端相连，第二限流电阻(rcc)的另一端与电压源(ldo)相连。

4.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，还包括第二补偿电阻(rf)及补偿电容(cf)，第二补偿电阻(rf)的一端与运放(u1)的反向输入端相连，第二补偿电阻(rf)的另一端与运放(u1)的输出端相连，补偿电容(cf)与第二补偿电阻(rf)并联。

5.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，运放(u1)的输出端连接有同步整流控制电路。

6.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，各阻断二极管和补偿二极管(db)为同型号的肖特基二极管。

7.根据权利要求1所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，钳位二极管(dc)为肖特基二极管。

8.根据权利要求4所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，当被检测的同步整流管(ss1)导通时，运放(u1)的输出端的输出电压vs为：

9.根据权利要求4所述的llc谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，其特征在于，当被检测的同步整流管(ss1)关断时，运放(u1)的输出端的输出电压vs为：

技术总结
本发明公开了一种LLC谐振变换器同步整流用高精度漏源电压检测电路，漏源关断电压阻断电路的一端与被检测的同步整流管的漏极相连，漏源关断电压阻断电路的另一端与补偿二极管的阴极、钳位二极管的阳极以及运放的同向输入端相连，第一限流电阻的一端与补偿二极管的阳极相连，第一限流电阻的另一端与钳位二极管的阴极及恒流源电路相连，第一补偿电阻的一端与补偿二极管的阳极相连，第一补偿电阻的另一端与运放的反向输入端相连，稳压管的阴极与钳位二极管的阴极相连，稳压管的阳极接地，运放的输出端作为最终输出信号端，该电路能够较为精确的检测LLC谐振变换器的漏源电压。

技术研发人员：裴云庆,裴龙,赵烈,李志祥,曹伟,贾立新,王来利
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25