(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202121746328.X
(22)申请日 2021.07.29
(73)专利权人 深圳市泰昂能源科技股份有限公
司
地址 518000 广东省深圳市宝安区新安街
道留仙二路鸿辉工业园1栋4、6层
(72)发明人 王校军 邓志敏 曾海峰
(74)专利代理机构 北京淮海知识产权代理事务
所(普通合伙) 32205
代理人 李妮
(51)Int.Cl.
H02M 1/32(2007.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称基于LLC电路输出端短路的快速保护电路(57)摘要本实用新型公开了一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，包括：谐振腔电流检测电路，所述谐振腔电流检测电路由互感器T5、二极管D78、二极管D79、电阻R288、电阻R289、电阻R290和电阻R291组成；隔离二极管D29，所述谐振腔电流检测电路与所述隔离二极管D29的正极连接，所述隔离二极管D29的负极与电阻R86的第二端连接，所述电阻R86的第一端与电容C208的第一端连接，所述电阻R86和电容C208组成过流保护时间常数。解决LLC全范围工作频率下的短路保护，并且长期短路时进行电流回缩，降低电压、电流及温度应力，从而提高功率器件可靠性，特别适用于输入输出有电压调节要求的宽频率调 节的LLC电路。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 216162612 U 2022.04.01
C N 216162612
U
1.一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，其特征在于，包括：
谐振腔电流检测电路，所述谐振腔电流检测电路由互感器T5、二极管D78、二极管D79、电阻R288、电阻R289、电阻R290和电阻R291组成；
隔离二极管D29，所述谐振腔电流检测电路与所述隔离二极管D29的正极连接，所述隔离二极管D29的负极与电阻R86的第二端连接，所述电阻R86的第一端与电容C208的第一端连接，所述电阻R86和电容C208组成过流保护时间常数；
所述电阻R288、电阻R289、电阻R290和电阻R291的第二端与接地端DGND连接，所述电阻R288、电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291的第二端与分别两个二极管的正极连接，两个所述二极管的负极分别与所述互感器T5的3端和4端连接，两个所述二极管的负极还分别与所述二极管D79和所述二极管D78的正极连接，所述二极管D79和所述二极管D78的负极与所述电阻R288、所述电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291的第一端以及所述二极管D29的正极连接。
2.根据权利要求1所述的基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，其特征在于，还包括比较器U49，所
述电阻R86的第一端和所述电容C208的第一端与所述比较器U49的P5端连接。
3.根据权利要求2所述的基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，其特征在于，还包括电阻R85和电阻R297，所述电阻R85的第一端与所述电阻R297的第一端连接，所述电阻R85的第一端和所述电阻R297的第一端与所述比较器U49的P6端连接，所述电阻R85和所述电阻R297组成任意基准电压值，输出OCP动作信号。
4.根据权利要求3所述的基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，其特征在于，所述电阻R297的第二端与接地端DGND连接，所述比较器U49的接地端与接地端DGND连接，所述比较器U49的输出端通过电阻R83与电源VCC连接，所述比较器U49的输出端与OCPM端连接，所述电阻R86与电阻R296的第一端连接，所述电阻R296的第二端与所述OCPM、所述电阻R83的第一端、所述比较器U49的输出端连接，所述电容C208的第二端与接地端DGND连接，所述电阻R85与VREF连接，所述比较器U49的VCC端与电源VCC连接，所述电阻R83的第二端与所述比较器的VCC端和电容C44的第二端4连接，所述电容C44的第一端与接地端DGND连接。
权 利 要 求 书1/1页CN 216162612 U
基于LLC电路输出端短路的快速保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种基于LLC 电路输出端短路的快速保护电路。
背景技术
[0002]目前LLC输出短路方法有输出端限流保护、模拟芯片OCP保护、原边二极管钳位、DSP控制保护、谐振腔电流检测快速保护+DSP 控制输出短路回缩保护，仍存在以下缺点，1.输出端限流保护，通常只能应对正常工作时的保护，像输出短路开机，空载立即短路，等都无法快速保护，需要配合原边钳位二极管保护。副边保护反应到原边需要时间，而这个时间很有可能MOS管已经损坏。2. 模拟芯片(NCP1396&1399等)OCP保护法，通常也是检测谐振腔电流进行保护；但是控制保护后恢复的时间调整的灵敏度不高，并且长期短路的话，各功率器件的温升将长期维持在高位，会降低模块可靠性。增加短路回缩，需要额外增加器件和改变PCB布局及原有的尺寸。3.DSP控制法也是目前应用最多的一种方法，但是局限于采样率和保护速度，工作频率有局限性。又如专利申请号为CN201922498116.3的一种基于LLC输出电流的快速数字式短路保护电路的实用新型，不能满足快速保护的同时，尽量地减少误动作，以及不能保护后，短路恢复到额定负载之内能够正常起机，和在长期短路后，不能降低功率器件的电压电流以及温度应力。
实用新型内容
[0003]本实用新型的主要目的在于提供一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，可以有效解决背
景技术中的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
[0005]一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，包括：
[0006]谐振腔电流检测电路，所述谐振腔电流检测电路由互感器 T5、二极管D78、二极管D79、电阻R288、电阻R289、电阻R290 和电阻R291组成；
[0007]隔离二极管D29，所述谐振腔电流检测电路与所述隔离二极管D29的正极连接，所述隔离二极管D29的负极与电阻R86的第二端连接，所述电阻R86的第一端与电容C208的第一端连接，所述电阻R86和电容C208组成过流保护时间常数。
[0008]进一步地，还包括比较器U49，所述电阻R86的第一端和所述电容C208的第一端与所述比较器U49的P5端连接。
[0009]进一步地，还包括电阻R85和电阻R297，所述电阻R85的第一端与所述电阻R297的第一端连接，所述电阻R85的第一端和所述电阻R297的第一端与所述比较器U49的P6端连接，所述电阻 R85和所述电阻R297组成任意基准电压值，输出OCP动作信号。
[0010]进一步地，所述电阻R288、电阻R289、电阻R290和电阻R291 的第二端与接地端DGND连接，所述电阻R288、电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291的第二端与分别两个二极管的正极连接，两个所述二极管的负极分别与所述互感器T5的3端和4端连接，两个所述
二极管的负极还分别与所述二极管D79和所述二极管D78的正极连接，所述二极管D79和所述二极管D78的负极与所述电阻R288、所述电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291 的第一端以及所述二极管D29的正极连接。
[0011]进一步地，所述电阻R297的第二端与接地端DGND连接，所述比较器U49的接地端与接地端DGND连接，所述比较器U49的输出端通过电阻R83与电源VCC连接，所述比较器U49的输出端与 OCPM端连接，所述电阻R86与电阻R296的第一端连接，所述电阻R296的第二端与所述OCPM、所述电阻R83的第一端、所述比较器U49的输出端连接，所述电容C208的第二端与接地端DGND 连接，所述电阻R85与VREF连接，所述比较器U49的VCC端与电源VCC连接，所述电阻R83的第二端与所述比较器的VCC端和电容C44的第二端4连接，所述电容C44的第一端与接地端DGND 连接。
[0012]基于本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种基于上述基于LLC电路输出端短路的快速保护电路的基于LLC电路输出端短路的快速保护方法包括以下步骤：
[0013]根据电路参数，计算得出输出短路时谐振腔峰值电流 Im＝Vin/(f*Lr)；[0014]调整T5互感器变比或
者检流电阻R288‑R291阻值，得到较合适的电压信号，经过隔离二极管送到U49的同相端；
[0015]快速输出翻转信号，使驱动芯片使能脚电平翻转，同时也送给DSP，做好封波保护，以及控制恢复发波的时间。
[0016]进一步地，还包括以下步骤：
[0017]输出瞬时短路，首先动作的是硬件信号，当有一个峰值电流到达时，谐振腔电流经过互感器T5，使U49的P5电压比P6引脚电压高，OCP信号立即翻转成高电平输出，
[0018]进一步地，还包括以下步骤：
[0019]收到OCP信号，开始控制发波，包括发波频率，发波周期，N 个周期时的打嗝时间。[0020]进一步地，还包括以下步骤：
[0021]当检测到短路状态持续时，即输出电流持续超过额定电流值，输出电压低于第一电压时输出电流给定IDA值缓慢下降至1/6电流值；
[0022]当电压慢慢恢复到第二电压以上时，逐渐恢复IDA到额定电流给定。
[0023]进一步地，所述第一电压为25V，所述第二电压为20V。
[0024]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0025]解决LLC全范围工作频率下的短路保护，并且长期短路时进行电流回缩，降低电压、电流及温度应力，从而提高功率器件可靠性，特别适用于输入输出有电压调节要求的宽频率调节的LLC 电路。
附图说明
[0026]图1为本实用新型实施例提供的一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路的电路图。
[0027]图2为本实用新型实施例提供的一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路的电路图。
具体实施方式
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0029]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包
括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
[0031]根据图1、2，提供了一种基于LLC电路输出端短路的快速保护电路，包括：[0032]谐振腔电流检测电路，所述谐振腔电流检测电路由互感器 T5、二极管D78、二极管D79、电阻R288、电阻R289、电阻R290 和电阻R291组成；
[0033]隔离二极管D29，所述谐振腔电流检测电路与所述隔离二极管D29的正极连接，所述隔离二极管D29的负极与电阻R86的第二端连接，所述电阻R86的第一端与电容C208的第一端连接，所述电阻R86和电容C208组成过流保护时间常数。
[0034]其中，还包括比较器U49，所述电阻R86的第一端和所述电容C208的第一端与所述比较器U49的P
5端连接。
[0035]其中，还包括电阻R85和电阻R297，所述电阻R85的第一端与所述电阻R297的第一端连接，所述电阻R85的第一端和所述电阻R297的第一端与所述比较器U49的P6端连接，所述电阻R85 和所述电阻R297组成任意基准电压值，输出OCP动作信号。
[0036]其中，所述电阻R288、电阻R289、电阻R290和电阻R291 的第二端与接地端DGND连接，所述电阻R288、电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291的第二端与分别两个二极管的正极连接，两个所述二极管的负极分别与所述互感器T5的3端和4端连接，两个所述二极管的负极还分别与所述二极管D79和所述二极管D78的正极连接，所述二极管D79和所述二极管D78的负极与所述电阻R288、所述电阻R289、所述电阻R290和所述电阻R291 的第一端以及所述二极管D29的正极连接。
[0037]其中，所述电阻R297的第二端与接地端DGND连接，所述比较器U49的接地端与接地端DGND连接，所述比较器U49的输出端通过电阻R83与电源VCC连接，所述比较器U49的输出端与OCPM 端连接，所述电阻R86与电阻R296的第一端连接，所述电阻R296 的第二端与所述OCPM、所述电阻R83的第一端、所述比较器U49 的输出端连接，所述电容C208的第二端与接
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