[發明專利]諧振型轉換系統以及過電流保護方法

有效

• 申請號: 201010187409.0
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102263508A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 章進法;蔡磊;孫嬌俊;尹國棟
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及電源轉換系統，且特別涉及一種具有過電流保護能力的諧振型轉換系統以及過電流保護方法。

背景技術

DC/DC變換器的發展趨勢如同大部分的電源產品一樣，朝著高效率(High?efficiency)，高功率密度(High?power?density)，高可靠性(High?reliability)和低成本(low?cost)的方向發展。DC/DC變換器中，諧振型變換器(例如LLC變換器)由于能夠在寬輸入電壓范圍內保持高效率優勢，故近年來越來越多的應用使用諧振型變換器。

然而，在實際應用中，諧振型變換器的過電流保護(Over-CurrentProtection；簡稱：OCP)是一個比較關鍵的問題。在超載(over-loaded)或者是短路(short-circuit)時，諧振型變換器的諧振電流會很大，如果不加以限制和保護，諧振型變換器就會因過大的電流而損壞失效。圖1為諧振型變換器的示意圖。在啟動時，諧振型變換器二次側的輸出電容CL會折算到一次側，相當于輸出電容CL與變壓器的激磁電感Lm并聯。由于諧振型變換器啟動時，輸出電容CL上電壓尚未建立，即其正負兩端的電位相等，故輸出電容CL可視為一導線。因此，諧振型變換器在等效上具有一高頻輸入電壓載入在其諧振槽(resonant?circuit)的兩端，使得諧振電流沖擊很高，所輸出電流沖擊(灌進輸出電容CL的電流沖擊)也很高。過電流保護電路可以在超載時或者是短路時對諧振型變換器實現快速保護，同時也能限制啟動時的電流沖擊。為了解決上述問題，現有技術中采用各種方法來進行限流，然而這些限流的方法都有的缺陷和不足。

一種現有技術是藉由提高諧振型變換器的開關頻率，用以對諧振型變換器進行過電流保護。在此方法是將開關頻率提高至遠遠高于諧振型變換器的諧振頻率，以便增加諧振槽電路的阻抗來實現限流。這種方法簡單易行，但存在以下缺點，例如由于過電流保護時諧振槽(電路)的開關頻率遠遠高于正常工作的頻率，故開關損耗將大大的增加，散熱要求也將提高。

第二種現有技術是使用變頻加脈波寬度調變(PWM)的方法來對諧振型變換器進行過電流保護。在此方法中，首先增加諧振槽(電路)的開關頻率，當頻率增加到一定程度時，PWM電路開始工作，用以減小施加在諧振槽上電壓，進而實現限流。然而，這種方法控制較為復雜，在限流模式下零電壓開關(ZVS)會丟失，開關損耗也會增加，驅動電路要求很高，同時亦需要快速保護。

第三種現有技術為采用二極管將諧振電容電壓鉗位(clamp)在輸入電壓，以便實現限流。圖2為采用二極管鉗位技術的全橋型諧振變換器。然而，該方法由于鉗位元電壓(clamping?voltage)為直流的輸入電壓Vin，因此諧振電容Cr上的最大電壓也就只能是輸入電壓Vin，并且諧振電壓會隨著輸入電壓Vin變化而改變。這使得諧振電路設計受到一定的限制，諧振電路工作范圍也受到影響。

發明內容

本發明揭示一種諧振型轉換系統，包括一諧振型轉換器，用以接收輸入電壓，產生一輸出電壓；一降壓轉換器，用以提供諧振型轉換的輸入電壓，并且控制輸入電壓進行過電流保護。

本發明揭示另一種諧振型轉換系統，包括一諧振型轉換器；一降壓轉換器，用以提供一直流電壓，作為諧振型轉換器的輸入電壓，使得諧振型轉換器產生一輸出電壓；一第一控制器，用以于判斷出諧振型轉換器發生過電流時，用以致使降壓轉換器降低諧振型轉換器所接收之輸入電壓，以便進行過電流保護。

本發明亦提供一種過電流保護方法，包括偵測相應于一諧振型轉換器的一輸出電流的信號，并產生一第一偵測結果；根據第一偵測結果，判斷諧振型轉換器是否發生過電流；以及于諧振型轉換器發生過電流時，致使一降壓轉換器降低諧振型轉換器的一輸入電壓，以便進行過電流保護。

本發明亦提供一種過電流保護方法，包括于諧振型轉換系統啟動時，將降壓轉換器的占空比由最小值逐漸加大，使得諧振型轉換器的輸入電壓是以漸進式的方式慢慢加大。

附圖說明

本發明能夠以實施例伴隨附圖而被理解，附圖亦為實施例的一部分。所屬技術領域的技術人員能知悉本發明權利要求應被寬廣地認定以涵括本發明的實施例及其變型，其中：

圖1為諧振型變換器的示意圖。

圖2為采用二極管鉗位技術的全橋型諧振變換器。

圖3為本發明的諧振型轉換系統的一實施例。

圖4為本發明的諧振型轉換系統的另一實施例。

圖5為本發明的諧振型轉換系統的另一實施例。