[發明專利]并聯連接的諧振轉換器電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201110373328.4
• 申請日: 2008-04-02
• 公開（公告）號: CN102522896A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 葉浩屹;曾劍鴻;吳洪洋;言超;劉騰;應建平
• 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
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 劉紅梅;顏濤

技術領域

本發明提出一種諧振直流/直流(DC/DC)轉換器并聯的電路及其控制方法，可以在各轉換器開關頻率相等的情況下實現轉換器之間的均流。

背景技術

DC/DC轉換器的發展趨勢如同大部分的電源產品一樣，朝著高效率的方向發展。諧振DC/DC轉換器由于其軟切換的特性，比較容易實現高效率。然而諧振DC/DC轉換器仍存在一些缺陷，例如：串聯諧振DC/DC轉換器輸出濾波器中的電流交流有效值高，造成輸出濾波器損耗和體積較大。

圖1(a)-圖1(d)是幾種典型的諧振DC/DC轉換器電路結構。圖1(a)中包括一個直流電源，用來提供輸入電壓V_in，一個第一與一個第二開關S1-S2、電容C_s與C_o、一個電感L_s、一個變壓器T、二極管D1-D2與負載R_o，用來提供輸出電壓V_o。圖1(b)與圖1(a)的不同在于該變壓器T的初級并聯一個電容C_p，另外S1-S2與L_s之間減少了電容C_s，且該變壓器T的次級部分D1與C_o之間增加一個電感L_r。圖1(c)與圖1(b)的不同在于該S1-S2與L_s之間增加了電容C_s。圖1(d)與圖1(a)的不同在于該變壓器T的初級并聯一個勵磁電感L_m。以圖1(d)所示的LLC串聯諧振DC/DC轉換器為例，其主要工作模式的工作波形如圖2所示。S1與S2是開關S1-S2的驅動信號，i_s與i_m分別是流經諧振電感L_s與勵磁電感L_m的電流，i_m在開關S1、S2斷開時刻的值分別是I_m與-I_m，V_ds1是開關S1漏級到其源極間的電壓，i_D1、i_D2分別是輸出整流二極管D1和D2的電流波形，I_o是轉換器的輸出電流，i_D1+i_D2-I_o就是流過輸出濾波器(輸出電容)C_o的電流，V_cs是電容C_s的電壓，其波形在每個周期中分為六個區間(t0-t1，t1-t2，...，t5-t6)，從第7個區間開始重復循環(t6＝t0)。從這些波形可以看出，由于i_D1、i_D2有較大的紋波，其峰值與平均值之差較大，造成輸出濾波器(輸出電容)C_o中電流有效值較大，從而增加了C_o的損耗或體積。

為了減小輸出濾波器(輸出電容)C_o電流有效值，多個諧振轉換器交錯并聯的工作方式是常用的有效方法之一。然而，由于諧振轉換器的控制特性，諧振轉換器的交錯并聯較難實現。

這種交錯并聯的工作方式要求兩個或兩個以上的轉換器的輸入端與輸出端各自并聯在一起；在相同的開關頻率下，通過設定各轉換器的相位差，使迭加后的總電壓或總電流中的某些交流分量相互抵消，從而減小輸出濾波器(輸出電容)Co的體積或損耗。交錯并聯方法在固定頻率的脈寬調制(PWM)轉換器中已經被廣泛采用，因為在開關頻率不變的情況下，PWM轉換器可以通過改變占空比來調節電壓和電流，各并聯轉換器之間很容易實現均流。在諧振轉換器中，電壓和電流的調節是通過改變開關頻率來實現的，如果并聯的諧振轉換器被強制使用相同的開關頻率，由于可能存在特性差別，各轉換器之間很難實現均流；反之，如果各轉換器各自調節電壓和電流以實現均流，它們將無法保持在相同的開關頻率，從而丟失交錯并聯的優點。

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種并聯連接的諧振轉換器電路及其控制方法。

發明內容

本發明提出一種諧振DC/DC轉換器并聯的電路及其控制方法，可以在各轉換器開關頻率相等的情況下實現轉換器之間的均流。

本發明提出一種并聯連接的諧振轉換器電路，包含多個諧振轉換器，每個諧振轉換器具有兩個輸入端和兩個輸出端，其中每個諧振轉換器的兩個輸入端與其它各諧振轉換器的兩個輸入端串聯，且每個諧振轉換器的兩個輸出端與其它各諧振轉換器的兩個輸出端并聯。