諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置。傳統(tǒng)的線性電源和硬開(kāi)關(guān)電源由于體積大、成本高、效率低，不能滿足高效節(jié)能的要求。本實(shí)用新型組成包括：殼體（ 7 ），所述的殼體內(nèi)部安裝有輔助電源（ 1 ），所述的輔助電源與控制電路（ 2 ）連接，所述的控制電路與 LLC 半橋諧振 變換器（ 3 ）連接，所述的 LLC 半橋諧振 變換器分別與欠壓過(guò)壓保護(hù)電路（ 4 ）、輸出電壓取樣電路（ 5 ）、過(guò)流保護(hù)電路（ 6 ）連接，所述的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、所述的輸出電壓取樣電路、所述的過(guò)流保護(hù)電路分別與所述的控制電路連接。本實(shí)用新型用于諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]目前，傳統(tǒng)的線性電源體積大、成本高、效率低，大量使用的硬開(kāi)關(guān)電源體積和成本有所降低，效率也有所提高，移相全橋變換器效率高，但無(wú)法在全范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，串聯(lián)諧振變換器空載不可調(diào)，并聯(lián)諧振變換器諧振環(huán)路內(nèi)的開(kāi)關(guān)損耗較大，串并聯(lián)諧振變換器負(fù)載變化時(shí)頻率變化幅度小，LCC諧振變換器不能對(duì)寬范圍輸入電壓的高壓端進(jìn)行優(yōu)化。因此急需一種輸入電壓范圍寬、全電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)、空載可調(diào)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、高效率、高功率密度的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置。
[0005]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置。
[0007]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，其組成包括:殼體，所述的殼體內(nèi)部安裝有輔助電源，所述的輔助電源與控制電路連接，所述的控制電路與LLC半橋諧振變換器連接，所述的LLC半橋諧振變換器分別與欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、輸出電壓取樣電路、過(guò)流保護(hù)電路連接，所述的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、所述的輸出電壓取樣電路、所述的過(guò)流保護(hù)電路分別與所述的控制電路連接。
[0009]所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所述的輔助電源采用離線反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心控制芯片為T(mén)I公司的具有初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓和恒定電流控制功能的UCC28910，共模電感采用UU10.5磁芯漆包線繞制91匝制作而成，整流橋采用KBP210，高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE25漆包線繞制而成。
[0010]所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所述的控制電路的芯片采用ST公司半橋諧振調(diào)頻芯片L6599N，所述的LLC半橋諧振變換器的場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET采用英飛凌公司的20N605S，所述的LLC半橋諧振變換器的漏感采用鐵硅鋁磁環(huán)39.9X24.1X14.5漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE42漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的整流二極管采用63CPQ100，所述的輸出電壓取樣電路采用穩(wěn)壓器TL431和光耦PC817。
[0011]有益效果:
[0012]1.本實(shí)用新型的是動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗噪聲能力強(qiáng)、高效率、高功率密度的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，滿足大中功率場(chǎng)合的用電設(shè)備的要求。
[0013]2.本實(shí)用新型的輔助電源芯片UCC28910采用初級(jí)側(cè)反饋穩(wěn)壓模式，在無(wú)需光耦合器輸出穩(wěn)壓的情況下兼有恒流控制的特點(diǎn)，同時(shí)，具有超低的待機(jī)功耗和高功率密度。
[0014]3.本實(shí)用新型的控制電路芯片L6599N，內(nèi)部插入固定死區(qū)時(shí)間，工作在50%互補(bǔ)性占空比下，能夠保障軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)，支持開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到500kHz，為了采用自舉方法驅(qū)動(dòng)上橋臂開(kāi)關(guān)，內(nèi)部整合了一個(gè)能夠承受600V以上電壓的高壓浮動(dòng)結(jié)構(gòu)和一個(gè)同步驅(qū)動(dòng)式高壓橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)器件，節(jié)省了一個(gè)外部快速恢復(fù)自舉二極管，同時(shí)，具有過(guò)壓、過(guò)熱、過(guò)流、低功耗、非線性軟啟動(dòng)的特點(diǎn)。
[0015]4.本實(shí)用新型的LLC半橋諧振變換器在零到全負(fù)載范圍內(nèi)具有零電壓開(kāi)關(guān)ZVS功能，副邊二極管實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān)ZCS功能；變換器的磁性器件能很容易的集成到一顆磁芯上，并且變壓器的勵(lì)磁電感和漏感也能被利用；在輸入電壓和負(fù)載變化范圍都很大的情況下，有良好的電壓調(diào)節(jié)特性。
[0016]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0017]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖2是本實(shí)用新型的輔助電源電路原理圖。
[0019]附圖3是本實(shí)用新型的控制電路原理圖。
[0020]附圖4是本實(shí)用新型的LLC半橋諧振變換器電路原理圖。
[0021]附圖5是本實(shí)用新型的輸出電壓取樣電路原理圖。
[0022]附圖6是本實(shí)用新型的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路和過(guò)流保護(hù)電路原理圖。
[0023]【具體實(shí)施方式】:
[0024]實(shí)施例1:
[0025]一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，其組成包括:殼體7，所述的殼體內(nèi)部安裝有輔助電源I，所述的輔助電源與控制電路2連接，所述的控制電路與LLC半橋諧振變換器3連接，所述的LLC半橋諧振變換器分別與欠壓過(guò)壓保護(hù)電路4、輸出電壓取樣電路5、過(guò)流保護(hù)電路連接6，所述的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、所述的輸出電壓取樣電路、所述的過(guò)流保護(hù)電路分別與所述的控制電路連接。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]根據(jù)實(shí)施例1所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所述的輔助電源采用離線反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心控制芯片為T(mén)I公司的具有初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓和恒定電流控制功能的UCC28910，共模電感采用UU10.5磁芯漆包線繞制91匝制作而成，整流橋采用KBP210，高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE25漆包線繞制而成。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]根據(jù)實(shí)施例1或2所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所述的控制電路的芯片采用ST公司半橋諧振調(diào)頻芯片L6599N，所述的LLC半橋諧振變換器的場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET采用英飛凌公司的20N605S，所述的LLC半橋諧振變換器的漏感采用鐵硅鋁磁環(huán)39.9 X 24.1 X 14.5漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE42漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的整流二極管采用63CPQ100，所述的輸出電壓取樣電路采用穩(wěn)壓器TL431和光耦PC817。
[0030]實(shí)施例4:
[0031]根據(jù)實(shí)施例1或2或3所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，所有電路都用導(dǎo)線連接，各圖間相同名稱標(biāo)號(hào)的表示連接在一起；85V165VAC的交流電壓作為所述的輔助電源I的輸入，所述的輔助電源的輸出+12V連接控制電路2，所述的控制電路連接LLC半橋諧振變換器3，+400V的直流電壓作為L(zhǎng)LC半橋諧振變換器的輸入，所述的LLC半橋諧振變換器的輸入連接欠壓過(guò)壓保護(hù)電路4，所述的LLC半橋諧振變換器的輸出+24V連接輸出電壓取樣電路5，所述的LLC半橋諧振變換器內(nèi)部FI連接過(guò)流保護(hù)電路6，所述的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、輸出電壓取樣電路、過(guò)流保護(hù)電路分別連接控制電路。如圖1所示。
[0032]所述的輔助電源采用具有初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓和恒定電流控制的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，85V?265VAC的交流電壓作為輸入，電容Cl抑制差模信號(hào)干擾，電感LI抑制共模信號(hào)干擾，交流電壓通過(guò)整流橋DB和電容C2轉(zhuǎn)變?yōu)?300V的直流電壓，+300V的直流電壓經(jīng)過(guò)高頻變壓器T轉(zhuǎn)變?yōu)?12V的直流電壓，高頻變壓器T采用鐵氧體磁芯EE25漆包線繞制原邊116匝，副邊17膽，UUC28910供電繞組20匝，R3、C3、Dl共同組成緩沖網(wǎng)絡(luò)，防止UCC28910的8腳電壓過(guò)高擊穿，Rl起到恒流控制作用，R4、R5分壓接入U(xiǎn)CC28910的5腳作為穩(wěn)定輸出電壓的反饋信號(hào)。如圖2所示。
[0033]所述的輔助電源的輸出+12V作為L(zhǎng)6599N的供電電源，C7、R8共同決定軟啟動(dòng)的最高工作頻率，C8、R9設(shè)置過(guò)載電流的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間，C9、R7共同設(shè)置L6599N內(nèi)部振蕩器的最低工作頻率，R10、C9、R7共同設(shè)置L6599N內(nèi)部振蕩器的最高工作頻率，L6599N的6腳ISEN為過(guò)流檢測(cè)輸入端，此腳電壓低于0.75V振蕩器停止工作，L6599N的7腳為過(guò)壓欠壓檢測(cè)輸入端，L6599N的11腳DRL和15腳HVG分別作為L(zhǎng)LC半橋諧振變換器的下管和上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如圖3所示。
[0034]直流+400V電壓作為所述的LLC半橋諧振變換器的輸入，直流電壓+24V作為L(zhǎng)LC半橋諧振變換器的輸出；LLC半橋諧振變換器的漏感L2為鐵硅鋁磁環(huán)漆包線繞制18匝制作而成，高頻變壓器Tl為鐵氧體磁芯EE42漆包線繞制而成，原邊28匝，副邊為中心帶抽頭的10匝，C14、R16吸收?qǐng)鲂?yīng)管Ql的電壓尖峰；D4、D5起到快速關(guān)斷的作用，R12、R14起到限制場(chǎng)效應(yīng)管Ql、Q2柵極驅(qū)動(dòng)電路寄生電感和寄生電容的上升時(shí)間和阻尼震蕩，R13、R15起放電作用，防止場(chǎng)效應(yīng)管Ql、Q2無(wú)意觸發(fā)開(kāi)通。如圖4所示。
[0035]+24V為所述的LLC半橋諧振變換器的輸出電壓，+24V的電壓經(jīng)過(guò)R19、R20、R21分壓后與穩(wěn)壓器TL431內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓2.5V進(jìn)行比較，若輸出電壓降低，穩(wěn)壓器TL431內(nèi)部的誤差放大器輸出將降低，光耦PC817內(nèi)部的二級(jí)管電流將增大，隨之光耦PC817內(nèi)部的三極管電流FB將增大，這樣所述的控制電路的L6599N的5腳電壓將降低，導(dǎo)致L6599N內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率降低，使輸出電壓又升高來(lái)到到穩(wěn)壓的作用。如圖5所示。
[0036]+400V為輸入的直流母線電壓，該電壓通過(guò)R22、R23分壓，經(jīng)過(guò)C18、R24、C19阻容濾波后接入L6599的7腳LINE，當(dāng)直流母線電壓過(guò)高使LINE腳的電壓高于6V時(shí)啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)，當(dāng)直流母線電壓過(guò)低使LINE腳的電壓低于1.25V時(shí)啟動(dòng)欠壓保護(hù)。FI為L(zhǎng)LC半橋諧振變換器的輸入電流檢測(cè)端，F(xiàn)I腳電壓經(jīng)過(guò)電阻分流器在L6599N的6腳ISEN產(chǎn)生的電壓超過(guò)基準(zhǔn)電壓1.5V后關(guān)閉震蕩器的輸出啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)。如圖6所示。
【權(quán)利要求】
1.一種諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，其組成包括:殼體，其特征是:所述的殼體內(nèi)部安裝有輔助電源，所述的輔助電源與控制電路連接，所述的控制電路與LLC半橋諧振變換器連接，所述的LLC半橋諧振變換器分別與欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、輸出電壓取樣電路、過(guò)流保護(hù)電路連接，所述的欠壓過(guò)壓保護(hù)電路、所述的輸出電壓取樣電路、所述的過(guò)流保護(hù)電路分別與所述的控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，其特征是:所述的輔助電源采用離線反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心控制芯片為T(mén)I公司的具有初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓和恒定電流控制功能的UCC28910，共模電感采用UU10.5磁芯漆包線繞制91匝制作而成，整流橋采用KBP210，高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE25漆包線繞制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振軟開(kāi)關(guān)變換器裝置，其特征是:所述的控制電路的芯片采用ST公司半橋諧振調(diào)頻芯片L6599N，所述的LLC半橋諧振變換器的場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET采用英飛凌公司的20N605S，所述的LLC半橋諧振變換器的漏感采用鐵硅鋁磁環(huán).39.9X24.1X 14.5漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的高頻變壓器采用鐵氧體磁芯EE42漆包線繞制，所述的LLC半橋諧振變換器的整流二極管采用63CPQ100，所述的輸出電壓取樣電路采用穩(wěn)壓器TL431和光耦PC817。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK204131402SQ201420633076
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】邸斌, 董冠杰, 陳戢, 杜冬, 謝毅, 趙春洋 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)