三元件串联LLC谐振变流器同步整流策略

型驱动方案，如图7(b)所示。该驱动电路中多余的驱动能量能通过辅助绕组回馈到主电路，从而可以较大的减少驱动电路的损耗，并简化电流互感器的设计，但是多绕组的电流互感器大大增加了生产成本。另有文献提出了一种更为简单的电流型驱动方案，如图7(c)所示。该方案的电流互感器只需一个副边绕组，同时也具有剩余驱动能量回馈的功能，更加有利于实际的生产应用。通过三极管VTd1,它可以准确地检测同步整流管应该关断的时刻，从而保证了同步整流电路的可靠性。

图7 几种典型的电流驱动方案

4)驱动方式比较

我们将上述驱动方法做了一个比价和总结，如表1所示。从表中可以看出，采用检测U DS电压型外驱动和电流型驱动，变流器可工作于全频率范围，符合宽输入LLC谐振变流器工作于全频率范围的要求。

表1 不同的同步整流管驱动方案比较

3 改进的电流型同步整流方案

1)一次侧电流采样方案

为了简化电流型同步整流方案和二次侧布板走线，进一步提高二次侧效率和功率密度，这里分别先看一次侧电流采样方案，如图8和图9所示。

由于LLC谐振变流器的励磁电流较大，导致一次侧电流与二次侧电流之间存在相位差，因此，可以采用补偿电感L comp对相位进行补偿，而有文献则采用辅助变压器对一次侧电流进行采样。这两种驱动方案都可以解决相位差问题，而且没有增加大型的磁性元件，有利于提高效率和功率密度。

图8 采用具有相位补偿功能的一次侧电流采样方案

图9 采用辅助变压器的一次侧电流采样方案

完整的15A开关模式电源

2)一种新型的电流型同步整流驱动方案

本文针对倍压整流结构提出的一种新型的电流型同步整流方案，如图10所示。通过一个双绕组电流互感器，既解决了二次侧上管驱动电路采样的能量回馈问题，又减少了电流互感器的数量，有利于降低生产成本，提高变换效率及功率密度。图11为断续模式和临界模式下的主要实验波形。

图10 一种新型的电流型同步整流驱动方案

图11 主要实验波形

4 新型的单封装同步整流解决方案

为进一步地提高功率密度，本文从电力电子系统集成的角度提出了一种新型的能够实现驱动信号检测电路、驱动电路和半导体功率器件高度集成的单封装同步整流结构技术。为了能够与现有肖特基整流二极管的布板结构兼容，本文提出(且不限于)以下几种管脚封装结构，如表2所示。

5 结束语

本文在对现有LLC谐振变流器同步整流方案进行深入分析和比较的基础上，总结了各自的优缺点，并引入了新型的一次侧电流采样方案，提高变流器的变换效率和功率密度。本文针对LLC谐振变流器二次侧倍压整流结构提出了一种新型的电流型同步整流方案，实现较好的变换效率及功率密度表现。为了能够进一步地提高功率密度，本文从电力电子系统集成的角度，提出了具有极高集成度的单封装同步整流结构技术。为在布线上实现与当前肖特基二极管整流的兼容，本文提出了几种新型的单封装同步整流解决方案。