提高LLC在宽输入输出电压应用性能的控制电路的制作方法

提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路
技术领域
1.本发明属于led驱动电源技术领域，涉及llc谐振电路在宽输入电压和宽输出电压工况下效率和可靠性的改进，具体为一种提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路。


背景技术：

2.随着宽输出电压电路在驱动电源领域的广泛应用，因具有开关管的零电压开通和零电流关闭特点，pfc+半桥或全桥谐振llc方案是中大功率段驱动电源的主要应用拓扑。
3.目前的pfc+llc谐振方案基本都是固定的pfc输出。由于输出电压工作在谐振频率时必须满足公式：vpfc/(2*np)＝vout/ns，因此，现有宽输出电压电路工况中存在明显的缺陷是，固定的pfc输出及固定的变压器匝比决定了在整个宽输出电压范围内，只有一小段输出电压范围能工作在谐振频率附近，导致电能的转换也只能在较窄的负载范围内获得较高的效率，大部分输出电压都在远离谐振频率的非最优状态工作，大幅降低电路的效率及可靠性。
4.以llc宽输出电压led驱动电源为例。大部分输出电压范围是36v-56v，但谐振频率一般设置在48v左右。这样就会导致同样满载输出，在48v时，工作效率最优，效率能达到93.8％。而电路工作在输出电压36v或者56v时，因工作频率远离谐振频率点，从而使工作效率较低，一般在92.5％左右，较理想状态低1％以上。
5.如中国专利(cn 114744866a)公开的“一种集成pfc+llc半桥控制电路”。emi电路：用于外接外网电路，并滤除高频脉冲；pfc电路：与所述emi电路的输出端电连接，并用于进行ccm/dcm混合控制；llc电路：用于通过电流模式控制，进行切换工作状态；其中，所述工作状态包括：ccm工作状态或dcm工作状态；变压器：用于根据与所述llc电路的输出端电连接，根据所述工作状态，进行同步变压；同步整流输出电路：用于与所述变压器的输出端电连接，调节同步变压后的正向电压；主控ic：与所述emi电路、pfc电路和llc电路电连接。本发明集成pfc+llc数字控制内核，并且可以通过uart的通讯口进行自由配置，并能够在图形化操作界面上完成不同控制模式之间的切换，关键工作点的开关频率，保护功能的阈值、时间以及恢复方式。”6.该集成pfc+llc半桥控制电路仍属于固定的pfc输出，电路整体效率及可靠性存在不足。为此，通过动态调整pfc输出电压进而控制llc谐振电路的工作频率，使其尽可能的工作在谐振频率附近，以应对llc谐振电路在宽输出电压工况要求是很有必要的。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，用于解决宽输入电压和宽输出电压应用场合中电路整体效率及可靠性不足的问题。
8.为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：
9.提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述控制电路包括：
10.mcu独立供电模块，由直流电压vin供电启动，为mcu控制模块提供工作电压；
11.mcu控制模块，输出多路电平信号给pfc输出电压切换模块，用于控制pfc输出电压切换模块中多路电阻开关单元的接入或断开；
12.pfc输出电压切换模块，为pfc电路模块接入可控负载，用于pfc电路模块输出可调节的输出电压vpfc给llc电路模块，控制llc电路模块工作在谐振频率附近对外提供输出电压vout；
13.输出电压检测采样电路，检测输出电压vout经处理给mcu控制模块输入第一采样信号；
14.输入电压检测采样电路，检测输入的直流电压vin经处理给mcu控制模块输入第二采样信号，mcu控制模块根据第一采样信号、第二采样信号用于控制多路电平信号端的输出电平。
15.为了进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：
16.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述llc电路模块通过变压器t1、次级整流输出电路模块提供输出电压vout；所述变压器t1包括初级绕组t1a、次级绕组t1b、t1c，初级绕组t1a由pfc电路模块供电；所述次级整流输出电路模块包括二极管d3、d4、电容ec2、ec3，次级绕组t1b、t1c一端串联，次级绕组t1b、t1c另一端分别接二极管d3、d4的阳极，二极管d3、d4的阴极电连接，电容ec2、ec3的正极与二极管d4阴极连接，电容ec2、ec3的负极以及次级绕组t1b、t1c的共接端均接地，电容ec2与二极管d4的共接端提供输出电压vout。
17.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述llc电路模块包括pwm控制器u1、电阻r1a、r1b、电感l3、二极管d2a、d2b、电容c1、mos管q2、q3；pwm控制器u1引脚gateh串接r1a、d2a组成的并联电路后与mos管q2栅极连接，引脚gatel串接r1b、d2b组成的并联电路后与mos管q3栅极连接，mos管q2漏极接输出电压vpfc，mos管q2源极分别接mos管q3漏极、电感l3一端，电感l3另一端接初级绕组t1a一端，初级绕组t1a另一端接电容c1一端，电容c1另一端、mos管q3源极接地。
18.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述pfc电路模块包括电阻r1、r2、r3、r7、电感l2、二极管d1、d2、电容ec1、mos管q1；直流电压vin接电阻r7、电感l2一端，电阻r7另一端接pwm控制器u1引脚hv，电感l2另一端接mos管q1漏极、二级管d1阳极，二级管d1阴极接输出电压vpfc、电容ec1正极，电阻r2一端接输出电压vpfc，电阻r2另一端接电阻r3一端、pwm控制器u1引脚fb，电阻r3另一端、mos管q1源极、电容ec1负极均接地，pwm控制器u1引脚vcc接工作电压，引脚gnd接地，引脚gate串接r1、d2组成的并联电路后与mos管q1栅极连接，电阻r3与pfc输出电压切换模块的多路电阻开关单元并联。
19.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述输出电压检测采样电路为辅助绕组供电及电压采样模块，辅助绕组供电及电压采样模块包括初级辅助绕组t1d、二极管d5、电容ec4、电阻r11、r12，初级辅助绕组t1d一端接二极管d5阳极，二极管d5阴极接电阻r11一端、电容ec4正极，电阻r11另一端串接电阻r12，电阻r12、初级辅助绕组t1d的另一端以及电容ec4负极均接地，电阻r11、r12的共接端给mcu控制模块提供第一采样信号，所述第一采样信号为输入电压vsen1。
20.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述输出电压检测采样电路为输出电压采样检测及pwm转换模块，所述输出电压采样检测及pwm转换模块包括
输出电压采样模块、pmw转换器u5、pwm转换模块和次级供电模块；所述输出电压采样模块包括电阻r14、r15，电阻r15一端接输出电压vout，电阻r15另一端接pmw转换器u5的vsen引脚、电阻r14一端，电阻r14另一端、pmw转换器u5的gnd引脚接地；所述pwm转换模块包括光电耦合器u4、电阻r16，光电耦合器u4阳极引脚接pmw转换器u5的pwm引脚，光电耦合器u4集电极引脚接工作电源vdd，光电耦合器u4发射极引脚接电阻r16一端，电阻r16另一端接地，光电耦合器u4发射极引脚为mcu控制模块提供第一采样信号，所述第一采样信号为pwm信号；所述次级供电模块包括次级绕组t1e、二级管d6、电容ec5，二级管d6阳极接次级绕组t1e一端，二级管d6阴极接电容ec5正极、pmw转换器u5vcc引脚，次级绕组t1e另一端、电容ec5负极接地。
21.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述mcu独立供电模块包括控制器u2、电阻r8、r17、r18、电感l4、电容ec6，直流电压vin与电阻r8、r17一端、控制器u2引脚6-8电连接，电阻r8另一端接控制器u2引脚3，r17另一端接电阻r18一端、控制器u2引脚4，电阻r18另一端、控制器u2引脚5、电容ec6负极均接地，电感l4一端接控制器u2引脚1、2，电感l4另一端接电容ec6正极，电感l4和电容ec6的共接端为mcu控制模块提供工作电压。
22.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述mcu控制模块包括mcu控制器u3，mcu控制器u3引脚1接mcu独立供电模块的工作电压输出端，引脚3、5为第一采样信号输入端，引脚4为第二采样信号输入端，引脚8接地，引脚s1-sn分别接pfc输出电压切换模块中多路电阻开关单元的控制端。
23.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述pfc输出电压切换模块包括mos管q4-qn、电阻r4-rn，mos管q4-qn的栅极分别与mcu控制模块的多路电平信号输出端电连接，mos管q4-qn的漏极分别与电阻r4-rn的一端电连接，电阻r4-rn的另一端与pfc电路模块负载接入端电连接，mos管q4-qn的源极均接地。
24.如上所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，所述输入电压检测采样电路包括串接的电阻r19、r20，电阻r19另一端接直流电压vin，电阻r20另一端接地，所述电阻r19、r20的共接端作给mcu控制模块提供第二采样信号，所述第二采样信号为输入电压vsen2。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.本发明对输入电压及输出电压进行检测和采样，经处理作为采样信号输入mcu控制模块，通过mcu控制模块精准控制pfc电路模块给llc电路模块提供输出电压vpfc，使llc电路模块在宽输出电压工况中，能动态工作在谐振频率附近，从而提高整个输出电压范围内的效率和可靠性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
28.图1是本发明的原理框图；
29.图2是本发明所述llc电路模块的电气原理图；
30.图3是本发明所述pfc电路模块的电气原理图；
31.图4是本发明所述mcu独立供电模块的电气原理图；
32.图5是本发明所述mcu控制模块的电气原理图；
33.图6是本发明所述pfc输出电压切换模块的电气原理图；
34.图7是本发明所述次级整流输出电路模块的电气原理图；
35.图8是本发明所述辅助绕组供电及电压采样模块的电气原理图；
36.图9是本发明所述输出电压采样检测及pwm转换模块的电气原理图；
37.图10是本发明所述次级供电模块的电气原理图；
38.图11是本发明所述输入滤波整流模块的电气原理图；
39.图12是本发明所述输入电压检测采样电路的电气原理图；
40.图13是本发明所述mcu控制模块的工作流程图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.本发明实施例的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
43.如图1-图12所示，本实施例公开的一种提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路。该控制电路主要由输入滤波整流模块、pfc电路模块、llc电路模块、mcu独立供电模块、mcu控制模块、pfc输出电压切换模块、次级整流输出电路模块、辅助绕组供电及电压采样模块、输出电压采样检测及pwm转换模块、次级供电模块，输入电压检测采样电路等部分组成。
44.输入滤波整流模块为mcu独立供电模块、pfc电路模块、llc电路模块、输入电压检测采样电路提供直流电压vin。
45.如图11所示，本实施例公开的控制电路在接通电源后，输入滤波整流模块开始工作，经过内部桥前电容cx1、电感lf1滤波后，由桥堆bd1整流，整流后再经电容cbb1、cbb2、电感l1构成的桥后π型滤波器滤波，输出直流电压vin。
46.如图8-图10、图12所示，本实施例的辅助绕组供电及电压采样模块、输出电压采样检测及pwm转换模块形成两种信号的输出电压检测采样电路，给mcu控制模块单独或同时提供第一采样信号。输入电压检测采样电路给mcu控制模块提供第二采样信号。同时，辅助绕组供电及电压采样模块为pfc电路模块、llc电路模块控制器输入工作电压vcc供电。
47.如图2、图7所示，本实施例的llc电路模块通过变压器t1、次级整流输出电路模块提供输出电压vout。
48.变压器t1包括初级绕组t1a、次级绕组t1b、t1c，初级绕组t1a由pfc电路模块供电。
49.次级整流输出电路模块包括二极管d3、d4、电容ec2、ec3，次级绕组t1b、t1c一端串联，次级绕组t1b、t1c另一端分别接二极管d3、d4的阳极，二极管d3、d4的阴极电连接，电容ec2、ec3的正极与二极管d4阴极连接，电容ec2、ec3的负极以及次级绕组t1b、t1c的共接端均接地，电容ec2与二极管d4的共接端提供输出电压vout。
50.继续参见图2所示，本实施例的llc电路模块包括pwm控制器u1、电阻r1a、r1b、电感l3、二极管d2a、d2b、电容c1、mos管q2、q3。
51.pwm控制器u1引脚gateh串接r1a、d2a组成的并联电路后与mos管q2栅极连接，引脚gatel串接r1b、d2b组成的并联电路后与mos管q3栅极连接，mos管q2漏极接输出电压vpfc，mos管q2源极分别接mos管q3漏极、电感l3一端，电感l3另一端接初级绕组t1a一端，初级绕组t1a另一端接电容c1一端，电容c1另一端、mos管q3源极接地。
52.如图3所示，本实施例的pfc电路模块包括电阻r1、r2、r3、r7、电感l2、二极管d1、d2、电容ec1、mos管q1。
53.直流电压vin接电阻r7、电感l2一端，电阻r7另一端接pwm控制器u1引脚hv，电感l2另一端接mos管q1漏极、二级管d1阳极，二级管d1阴极接输出电压vpfc、电容ec1正极，电阻r2一端接输出电压vpfc，电阻r2另一端接电阻r3一端、pwm控制器u1引脚fb，电阻r3另一端、mos管q1源极、电容ec1负极均接地，pwm控制器u1引脚vcc接工作电压，引脚gnd接地，引脚gate串接r1、d2组成的并联电路后与mos管q1栅极连接，电阻r3与pfc输出电压切换模块的多路电阻开关单元并联。
54.如图4所示，本实施例的mcu独立供电模块包括控制器u2、电阻r8、r17、r18、电感l4、电容ec6。
55.直流电压vin与电阻r8、r17一端、控制器u2引脚6-8电连接，电阻r8另一端接控制器u2引脚3，r17另一端接电阻r18一端、控制器u2引脚4，电阻r18另一端、控制器u2引脚5、电容ec6负极均接地，电感l4一端接控制器u2引脚1、2，电感l4另一端接电容ec6正极，电感l4和电容ec6的共接端为mcu控制模块提供工作电压。
56.如图5所示，本实施例的mcu控制模块包括mcu控制器u3。mcu控制器u3引脚1接mcu独立供电模块的工作电压输出端，引脚3、5为第一采样信号输入端，引脚4为第二采样信号输入端，引脚8接地，引脚s1-sn分别接pfc输出电压切换模块中多路电阻开关单元的控制端。
57.如图6所示，本实施例的pfc输出电压切换模块包括mos管q4-qn、电阻r4-rn。mos管q4-qn的栅极分别与mcu控制模块的多路电平信号输出端电连接，mos管q4-qn的漏极分别与电阻r4-rn的一端电连接，电阻r4-rn的另一端与pfc电路模块负载接入端电连接，mos管q4-qn的源极均接地。
58.如图8所示，本实施例的辅助绕组供电及电压采样模块包括初级辅助绕组t1d、二极管d5、电容ec4、电阻r11、r12。
59.初级辅助绕组t1d一端接二极管d5阳极，二极管d5阴极接电阻r11一端、电容ec4正极，电阻r11另一端串接电阻r12，电阻r12、初级辅助绕组t1d的另一端以及电容ec4负极均接地，电阻r11、r12的共接端给mcu控制模块提供第一采样信号，第一采样信号为输入电压vsen1。
60.如图9、图10所示，本实施例的输出电压采样检测及pwm转换模块由次级供电模块提供工作电压vcc。该输出电压采样检测及pwm转换模块包括输出电压采样模块、pmw转换器u5、pwm转换模块和次级供电模块。
61.输出电压采样模块包括电阻r14、r15，电阻r15一端接输出电压vout，电阻r15另一端接pmw转换器u5的vsen引脚、电阻r14一端，电阻r14另一端、pmw转换器u5的gnd引脚接地；
所述pwm转换模块包括光电耦合器u4、电阻r16，光电耦合器u4阳极引脚接pmw转换器u5的pwm引脚，光电耦合器u4集电极引脚接工作电源vdd，光电耦合器u4发射极引脚接电阻r16一端，电阻r16另一端接地，光电耦合器u4发射极引脚为mcu控制模块提供第一采样信号，所述第一采样信号为pwm信号。
62.次级供电模块包括次级绕组t1e、二级管d6、电容ec5，二级管d6阳极接次级绕组t1e一端，二级管d6阴极接电容ec5正极、pmw转换器u5vcc引脚，次级绕组t1e另一端、电容ec5负极接地。
63.如图12所示，本实施例的输入电压检测采样电路，输入电压检测采样电路包括串接的电阻r19、r20，电阻r19另一接直流电压vin，电阻r20另一端接地，电阻r19、r20的共接端为mcu控制器u3提供第二采样信号。
64.直流电压vin分别通过启动电阻r7、r8连接pfc控制电路及llc控制电路模块的pwm控制器u1、mcu独立供电模块的控制器u2，分别给这两个控制器提供启动电压。且可以通过调整启动电阻r7、r8参数，相应改变两个控制器的充电时间常数。保证使控制器u2优先启动，再启动mcu控制器u3，pwm控制器u1最后工作，使整个电路正常输出。
65.控制器u2通过电阻r8从直流电压vin处取电启动，从而输出一个直流电压给mcu控制器u3供电，mcu控制器u3上电后默认程序将s1/s2/s3/s4到sn所有电平信号引脚输出一个5v高电平。
66.s1/s2/s3/s4到sn所有信号脚分别接入pfc输出电压切换模块中的mos管q4/q5到qn栅极，当mos管q4/q5到qn栅极接收到高电平信号时，mos管闭合对应串联电阻接入电路并与电阻r3并联；如收到低电平信号时，则mos管断开，mos管对应串联电阻悬空不接入电路。
67.由于mos管q4/q5到qn栅极启动时为高电平，从而使pfc输出电压切换模块中所有mos管q4/q5到qn闭合，使r4/r5/r6到rn所有电阻接入电路，与pfc设置的基准电阻r3并联，再根据公式1可知，此时vpfc工作在最高输出电压点。
68.公式1：
69.vpfc＝vfb*(r2+(r3//r4//r5//.....//rn))/(r3//r4//r5//.....//rn)。
70.其中：vpfc为pfc输出电压，vfb为mcu控制器u3内置基准电压，实际值以ic参数为准。
71.pwm控制器u1通过电阻r7接直流电压vin供电，充电到启动电压后工作使电路正常输出电压vout。电路正常工作后，根据公式1以及公式2、公式3：
72.公式2：vpfc/(2*np)＝vout/ns，即：vpfc＝2nvout
73.公式3：vpfc≥vin*√2*1.05
74.其中，vpfc为pfc输出电压；np为变压器t1初级绕组匝数；ns为变压器t1次级绕着匝数；n为变压器t1匝比；vout为输出电压vout；vin为直流电压vin。
75.mcu控制器u3分别通过输入电压检测采样电路检测直流电压vin及输出电压检测采样电路检测输出电压vout。从而能通过调整引脚s2到sn输出电平，调整mos管q4到qn开关状态得到不同的pfc输出电压vpfc输出。实现llc宽输出电压电路在输出不同电压时，使llc电路模块始终工作在谐振频率点附近，从而提高电路的整体效率及电路的可靠性。
76.mcu控制器u3对输出电压跟踪可以采用以下两种方式来实现：
77.输出电压检测采样方式1：利用变压器耦合原理。如图1、图8所示，输出电压vout与
初级辅助绕组整流后电压vcc关系如以下公式4：
78.公式4：vout/ns＝vcc/ncc，即vcc＝(vout*ncc)/ns
79.其中：ns为次级绕组t1b、t1c圈数，ncc为初级辅助绕组t1d圈数。
80.mcu控制器u3采样信号端输入电压vsen1信号，是由电阻r11/r12串联后并联在工作电压vcc与地之间，将vcc分压后采样取得。
81.vsen1与工作电压vcc对应关系见公式5：
82.公式5：vsen1/r12＝vcc/(r11+r12)，即vcc＝vsen1*(r11+r12)/r12
83.其中：vsen1为第一采样信号电压，vcc为工作电压。
84.将公式4、公式5结合，可得输出电压vout与vsen1关系见公式6：
85.公式6：vsen1＝vout*ncc*r12/((r11+r12)*ns)；
86.其t1中：vsen1为第一采样信号电压，vout为输出电压vout，ncc为初级辅助绕组d圈数，ns为次级绕组t1b、t1c圈数。
87.mcu控制器u3通过采样信号端输入电压vsen1，可以实现等效检测输出电压vout，再根据输出电压的不同调整引脚s2、s3到sn输出电平，进而调整mos管q4到qn开关状态，得到与输出电压vout相对应的vpfc，以保证电路在谐振频率点附近工作。
88.输出电压检测采样方式2：如图1、图9、图10所示，将输出电压vout通过电阻r14、r15分压后，接入输出电压采样检测及pwm转换模块的pwm转换器u5中，pwm转换器u5将输出电压vout采样信号转换成pwm信号，由光电耦合器u4传输到mcu控制器u3的pwm信号引脚。mcu控制器u3通过检测pwm信号引脚占空比，再根据占空比调整引脚s2、s3到sn输出电平，进而调整mos管q4到qn开关状态，得到与输出电压vout相对应的pfc输出电压vpfc，以保证电路在谐振频率附近工作。
89.此外，需要说明的是，输出电压vpfc的设置有以下两个条件，此条件也是设置mcu控制器u3控制各电平信号输出电平高、低状态的算法。
90.一是，输出电压vout值。pfc输出电压vpfc与输出电压vout，根据公式2实现一一对应时，电路工作在最佳状态，如不能，尽可能让电路在谐振频率点附近工作。
91.二是，输入的直流电压vin值，考虑到对于led驱动有pf值及thd要求，所以pfc输出电压vpfc需满足vpfc≥vin*√2*1.05。
92.其中：vpfc为pfc输出电压，vin为直流电压vin。
93.以llc宽输出电压led驱动电源产品为例。本发明同样是在36v-56v的宽输出电压范围，因输出电压都能工作在谐振频率附近，实测在36v-56v电压满载输出时效率差别不大，都在93.8％左右。
94.如图13所示，本实施例中mcu控制模块在工作时，主流程如下：
95.s1、电源通电启动后，pfc控制模块输出为默认vpfc最高电压值；
96.s2、mcu控制模块通过输出电压检测采样电路检测输出电压vout并计算出此时的输出电压值v1；
97.s3、mcu控制模块计算llc电路模块工作在谐振频率点时的输出电压v0与此时输出电压v1比较；
98.s4、如果v1≥v0，则此时llc电路模块工作在谐振频率点附近或者工作频率低于谐振频率，故不用调整，vpfc保持最高输出电压；如果v1＜v0，根据公式2计算出输出电压v1时
llc工作在谐振频率点对应的pfc输出电压vpfc1＝2nvout，然后执行下一步；
99.s5、mcu控制模块由输入电压检测采样电路检测输入电压vin，并由公式3计算出此时对应的最小vpfc输出电压；
100.s6、根据计算结果调整pfc输出一个等于或者接近vpfc1且≥vpfcmin的电压，使llc电路模块工作在谐振频率点或谐振频率点附近。
101.本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

技术特征：
1.提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：mcu独立供电模块，由直流电压vin供电启动，为mcu控制模块提供工作电压；mcu控制模块，输出多路电平信号给pfc输出电压切换模块，用于控制pfc输出电压切换模块中多路电阻开关单元的接入或断开；pfc输出电压切换模块，为pfc电路模块接入可控负载，用于pfc电路模块输出可调节的输出电压vpfc给llc电路模块，控制llc电路模块工作在谐振频率附近对外提供输出电压vout；输出电压检测采样电路，检测输出电压vout经处理给mcu控制模块输入第一采样信号；输入电压检测采样电路，检测输入的直流电压vin经处理给mcu控制模块输入第二采样信号，mcu控制模块根据第一采样信号、第二采样信号用于控制多路电平信号端的输出电平。2.根据权利要求1所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述llc电路模块通过变压器t1、次级整流输出电路模块提供输出电压vout；所述变压器t1包括初级绕组t1a、次级绕组t1b、t1c，初级绕组t1a由pfc电路模块供电；所述次级整流输出电路模块包括二极管d3、d4、电容ec2、ec3，次级绕组t1b、t1c一端串联，次级绕组t1b、t1c另一端分别接二极管d3、d4的阳极，二极管d3、d4的阴极电连接，电容ec2、ec3的正极与二极管d4阴极连接，电容ec2、ec3的负极以及次级绕组t1b、t1c的共接端均接地，电容ec2与二极管d4的共接端提供输出电压vout。3.根据权利要求2所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述llc电路模块包括pwm控制器u1、电阻r1a、r1b、电感l3、二极管d2a、d2b、电容c1、mos管q2、q3；pwm控制器u1引脚gateh串接r1a、d2a组成的并联电路后与mos管q2栅极连接，引脚gatel串接r1b、d2b组成的并联电路后与mos管q3栅极连接，mos管q2漏极接输出电压vpfc，mos管q2源极分别接mos管q3漏极、电感l3一端，电感l3另一端接初级绕组t1a一端，初级绕组t1a另一端接电容c1一端，电容c1另一端、mos管q3源极接地。4.根据权利要求3所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述pfc电路模块包括电阻r1、r2、r3、r7、电感l2、二极管d1、d2、电容ec1、mos管q1；直流电压vin接电阻r7、电感l2一端，电阻r7另一端接pwm控制器u1引脚hv，电感l2另一端接mos管q1漏极、二级管d1阳极，二级管d1阴极接输出电压vpfc、电容ec1正极，电阻r2一端接输出电压vpfc，电阻r2另一端接电阻r3一端、pwm控制器u1引脚fb，电阻r3另一端、mos管q1源极、电容ec1负极均接地，pwm控制器u1引脚vcc接工作电压，引脚gnd接地，引脚gate串接r1、d2组成的并联电路后与mos管q1栅极连接，电阻r3与pfc输出电压切换模块的多路电阻开关单元并联。5.根据权利要求2所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述输出电压检测采样电路为辅助绕组供电及电压采样模块，辅助绕组供电及电压采样模块包括初级辅助绕组t1d、二极管d5、电容ec4、电阻r11、r12，初级辅助绕组t1d一端接二极管d5阳极，二极管d5阴极接电阻r11一端、电容ec4正极，电阻r11另一端串接电阻r12，电阻r12、初级辅助绕组t1d的另一端以及电容ec4负极均接地，电阻r11、r12的共接端给mcu控制模块提供第一采样信号，所述第一采样信号为输入电压vsen1。6.根据权利要求2所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在
于，所述输出电压检测采样电路为输出电压采样检测及pwm转换模块，所述输出电压采样检测及pwm转换模块包括输出电压采样模块、pmw转换器u5、pwm转换模块和次级供电模块；所述输出电压采样模块包括电阻r14、r15，电阻r15一端接输出电压vout，电阻r15另一端接pmw转换器u5的vsen引脚、电阻r14一端，电阻r14另一端、pmw转换器u5的gnd引脚接地；所述pwm转换模块包括光电耦合器u4、电阻r16，光电耦合器u4阳极引脚接pmw转换器u5的pwm引脚，光电耦合器u4集电极引脚接工作电源vdd，光电耦合器u4发射极引脚接电阻r16一端，电阻r16另一端接地，光电耦合器u4发射极引脚为mcu控制模块提供第一采样信号，所述第一采样信号为pwm信号；所述次级供电模块包括次级绕组t1e、二级管d6、电容ec5，二级管d6阳极接次级绕组t1e一端，二级管d6阴极接电容ec5正极、pmw转换器u5vcc引脚，次级绕组t1e另一端、电容ec5负极接地。7.根据权利要求1所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述mcu独立供电模块包括控制器u2、电阻r8、r17、r18、电感l4、电容ec6，直流电压vin与电阻r8、r17一端、控制器u2引脚6-8电连接，电阻r8另一端接控制器u2引脚3，r17另一端接电阻r18一端、控制器u2引脚4，电阻r18另一端、控制器u2引脚5、电容ec6负极均接地，电感l4一端接控制器u2引脚1、2，电感l4另一端接电容ec6正极，电感l4和电容ec6的共接端为mcu控制模块提供工作电压。8.根据权利要求1所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述mcu控制模块包括mcu控制器u3，mcu控制器u3引脚1接mcu独立供电模块的工作电压输出端，引脚3、5为第一采样信号输入端，引脚4为第二采样信号输入端，引脚8接地，引脚s1-sn分别接pfc输出电压切换模块中多路电阻开关单元的控制端。9.根据权利要求1所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述pfc输出电压切换模块包括mos管q4-qn、电阻r4-rn，mos管q4-qn的栅极分别与mcu控制模块的多路电平信号输出端电连接，mos管q4-qn的漏极分别与电阻r4-rn的一端电连接，电阻r4-rn的另一端与pfc电路模块负载接入端电连接，mos管q4-qn的源极均接地。10.根据权利要求1所述的提高llc在宽输入输出电压应用性能的控制电路，其特征在于，所述输入电压检测采样电路包括串接的电阻r19、r20，电阻r19另一端接直流电压vin，电阻r20另一端接地，所述电阻r19、r20的共接端作给mcu控制模块提供第二采样信号，所述第二采样信号为输入电压vsen2。

技术总结
提高LLC在宽输入输出电压应用性能的控制电路，包括MCU独立供电模块；MCU控制模块；PFC输出电压切换模块，为PFC电路模块接入可控负载，用于PFC电路模块输出可调节的输出电压Vpfc给LLC电路模块，控制LLC电路模块工作在谐振频率附近对外提供输出电压Vout；输出电压检测采样电路，检测输出电压Vout经处理给MCU控制模块输入第一采样信号；输入电压检测采样电路，检测输入的直流电压Vin经处理给MCU控制模块输入第二采样信号，MCU控制模块根据第一采样信号、第二采样信号用于控制多路电平信号端的输出电平。本发明能提高整个输出电压范围内电路工作的效率和可靠性。电路工作的效率和可靠性。电路工作的效率和可靠性。


技术研发人员：庞里生 李华武 曹佳文 庞荣冠
受保护的技术使用者：青岛豪江电子科技有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15