一種諧振驅動電路和電源系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種諧振驅動電路和電源系統。
【背景技術】
[0002]高頻化是電源轉換的大趨勢，其中，電源轉化包括直流變交流，交流變直流和直流變直流等。目前的電源轉換電路中的開關管的頻率可以達到MHz，傳統的矩形波驅動，損耗太大，需要采用低損耗的諧振式驅動。但是，諧振式驅動對電源轉換電路中的開關管的參數(如，輸入電容、諧振電感等)的誤差要求很高，而實際中的開關管的參數的誤差的比較大，這會導致批量生產的電源轉換電路的良品率降低，維修率高，成本增加。
[0003]圖1為目前的一種諧振驅動電路，其中，電容C1、電容C2和電容C3為諧振電容，電容C2和電容C3中的一個電容是該諧振驅動電路所驅動的電源轉換電路中正半周導通的功率開關管的輸入電容(即功率開關管的控制端的等效電容)，電容C2和電容C3中的另一個電容是該諧振驅動電路所驅動的電源轉換電路中負半周導通的功率開關管的輸入電容。繞組L1、繞組L2、繞組L3和繞組L4為諧振電感，且繞在同一磁芯上，相互緊密耦合，構成變壓器。諧振電感和諧振電容諧振產生正弦波電壓(正弦波的頻率為諧振頻率)，由繞組L3和繞組L4輸出，即驅動電壓Vgl和驅動電壓Vg2，從而驅動電源轉換電路中的功率開關管。開關S1和二極管D2構成開關管，方波發生器11控制開關S1，使得諧振電路在每個諧振周期與電源VCC接通一次以補充振蕩過程中損失的能量，諧振電路是該諧振驅動電路中除開關S1、二極管D2、方波發生器11和電源Vcc以外的電路；繞組L1和二極管D1構成箝位電路，用來箝位輸出的驅動電壓，即在驅動電壓大于某一個值時，二極管D1導通，從而使得驅動電壓不超過該值。
[0004]在圖1所示的驅動電路中，當電容C2的值發生變化，例如，電容C2的典型值為35nF，電容C2的值有±14%的誤差，因此，電容C2的最小可能值為30nF，電容C2的最大可能值為40nF。驅動電路中的各個元器件的參數是針對元器件參數的典型值設置的，也就是說，當電容C2的值為其典型值時，諧振頻率與開關S1的控制信號的頻率相等，驅動電路的功耗最小；當電容C2的值不是其典型值時，例如小于典型值時，由于電容C2減小，因此，諧振頻率高于開關S1的控制信號的頻率，方波發生器11控制開關S1，使得諧振電路在長于一個諧振周期的時間內與電源VCC接通一次，這會使得驅動電路輸出的驅動電壓減小，從而導致驅動電路的功耗增大；當C2的值大于典型值時，由于電容C2增大，因此，諧振頻率低于開關S1的控制信號的頻率，方波發生器11控制開關S1，使得諧振電路在不到一個諧振周期的時間內與電源VCC接通一次，從而導致驅動電路的功耗增大。
[0005]綜上所述，目前的諧振驅動電路的參數，例如，開關S1的控制信號的頻率是針對諧振驅動電路中的各元器件的典型值設置的，當元器件的值不是其典型值時，這會使得驅動電路的功耗增大。
【發明內容】
[0006]本發明實施例提供了一種諧振驅動電路和電源系統，用以解決目前的諧振驅動電路的參數是針對諧振驅動電路中的各元器件的典型值設置的，當元器件的值不是其典型值時，這會使得驅動電路的功耗增大的問題。
[0007]第一方面，本發明實施例提供一種諧振驅動電路，用于驅動電源轉換電路中的開關管，包括開關電路、初級繞組、次級繞組、可調電容電路、檢測電路和控制電路:
[0008]所述開關電路的輸入端連接第一直流電源，所述初級繞組連接在所述開關電路的兩個輸出端之間；所述初級繞組與所述次級繞組繞在同一磁芯上構成變壓器；
[0009]若所述電源轉換電路中的開關管分別由所述諧振驅動電路中的初級繞組兩端的電壓信號和所述諧振驅動電路中的次級繞組兩端的電壓信號驅動，則所述可調電容電路、所述變壓器、由所述次級繞組兩端的電壓信號驅動的所述電源轉換電路中的開關管的輸入電容、以及由所述初級繞組兩端的電壓信號驅動的所述電源轉換電路中的開關管的輸入電容形成諧振回路；若所述電源轉換電路中的開關管由所述諧振驅動電路中的次級繞組兩端的電壓信號驅動，則所述可調電容電路、所述變壓器、以及由所述次級繞組兩端的電壓信號驅動的所述電源轉換電路中的開關管的輸入電容形成諧振回路；
[0010]所述檢測電路，用于檢測諧振驅動電路中的電流或功率；
[0011 ] 所述控制電路，用于根據所述檢測電路檢測到的信號調整所述可調電容電路的電容值，使得所述諧振驅動電路的功耗最小。
[0012]結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述控制電路具體用于:
[0013]根據所述檢測電路檢測到的信號，調整所述可調電容電路的電容值，使得所述諧振回路中的諧振信號的頻率與所述開關電路的控制信號的頻率之差的絕對值最小。
[0014]結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，若所述開關電路的兩個輸出端中的一個輸出端接地，則所述可調電容電路與所述初級繞組并聯；若所述開關電路的兩個輸出端均不接地，則所述可調電容電路與所述次級繞組并聯。
[0015]結合第一方面，在第三種可能的實現方式中，所述可調電容電路包括多個開關管和多個電容；
[0016]多個電容串/并聯后，與至少一個開關管串聯，構成一個支路；多個支路并聯構成所述可調電容電路。
[0017]結合第一方面，在第四種可能的實現方式中，所述初級繞組和所述次級繞組中用于輸出驅動信號的每個繞組中，除用于接地的接線端以外的接線端通過第二直流電源電路連接電源轉換電路中的一個不同的功率開關管的控制端；所述驅動信號用于驅動電源轉換電路中的功率開關管，使得電源轉換電路正常工作。
[0018]結合第一方面的第四種可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，用于輸出驅動信號的一個繞組所連接的電源轉換電路中的功率開關管不接地，所述第二直流電源電路包括第一二極管、第一電阻、第二電阻、第一電容；
[0019]所述第一電阻與所述第一電容并聯后，連接在該繞組的一個接線端與所述電源轉換電路中的一個功率開關管的控制端之間；所述第一二極管的陽極連接該繞組的另一個接線端，所述第一二極管的陰極通過所述第二電阻連接該功率開關管的控制端。
[0020]結合第一方面的第五種可能的實現方式，在第六種可能的實現方式中，用于輸出驅動信號的一個繞組所連接的電源轉換電路中的功率開關管接地，所述第二直流電源電路包括第二直流電源、第三電阻、第四電阻、第二電容；
[0021]所述第三電阻與所述第二電容并聯后，連接在該繞組的未接地的接線端與所述電源轉換電路中的一個功率開關管的控制端之間；所述第二直流電源通過所述第四電阻連接該功率開關管的控制端。
[0022]結合第一方面，在第七種可能的實現方式中，所述開關電路采用以下開關拓撲中的任意一種:正激開關拓撲、全橋開關拓撲、半橋開關拓撲、推挽開關拓撲和有源箝位開關拓撲。
[0023]結合第一方面的第七種可能的實現方式，在第八種可能的實現方式中，所述開關電路采用正激開關拓撲或者推挽開關拓撲或者有源箝位開關拓撲，所述可調電容電路與所述初級繞組并聯。
[0024]結合第一方面的第七種可能的實現方式，在第九種可能的實現方式中，所述開關電路采用全橋開關拓撲或者半橋開關拓撲，所述可調電容電路與所述次級繞組并聯。
[0025]結合第一方面的第七種可能的實現方式，在第十種可能的實現方式中，所述開關電路采用正激開關拓撲或有源箝位開關拓撲時，所述諧振驅動電路還包括箝位電路，所述箝位電路連接在所述初級繞組所在的回路中；所述箝位電路，用于將所述諧振驅動電路輸出的信號的電壓箝位至不大于預設電壓。
[0026]第二方面，本發明實施例提供的一種電源系統，包括本發明實施例提供的諧振驅動電路和電源轉換電路；
[0027]所述諧振驅動電路，用于向所述電源轉換電路中的各個開關管輸出驅動信號；
[0028]所述電源轉換電路，用于在所述諧振驅動電路輸出的驅動信號的控制下將接收到的電壓轉換，并輸出。
[0029]本發明實施例的有益效果包括:
[0030]本發明實施例提供的諧振驅動電路和電源系統，由于控制電路能夠調整可調電容電路的電容值，而隨著可調電容電路的電容值的改變，諧振驅動電路中的諧振回路中的諧振信號也會發生改變，因此，控制電路能夠通過檢測電路檢測到的諧振驅動電路中的電流或功率來調整可調電容電路的電容值，最終使得諧振驅動電路的功耗最小。因此，可調電容電路能夠提聞諧振驅動電路對兀器件參數的容差能力，從而提聞諧振驅動電路的廣能品良率，降低成本。
【附圖說明】
[0031]圖1為現有技術中的諧振驅動電路的結構示意圖；
[0032]圖2a為本發明實施例提供的諧振驅動電路的結構示意圖之一；
[0033]圖2b為本發明實施例提供的諧振驅動電路的結構示意圖之二 ；
[0034]圖2c為本發明實施