[發明專利]諧振轉換器混合控制方法、諧振轉換器系統及混合控制器

有效

• 申請號: 201210370565.X
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103715906B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 言超;顏黎浩
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 石海霞,鄭特強

技術領域

本發明涉及一種諧振轉換器的控制，特別是涉及一種諧振轉換器混合控制方法、諧振轉換器系統及混合控制器。

背景技術

直流/直流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(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。由于諧振轉換器通常采用脈沖頻率調制(Pulse Frequency Modulate，PFM)的控制方法，比較容易實現其開關的零電壓轉換，易于達到轉換器的高效率和高功率密度要求，從而得到了廣泛的應用。

盡管在正常工作狀態，即電壓增益大于或等于一預設值的情況下，諧振轉換器具有較高的變換效率等優點，但是當工作在非正常狀態時，例如所述電壓增益小于所述預設值時，例如在線路啟動時或者輸出限流時等狀態下，對于僅采用改變頻率控制的諧振轉換器而言還存在一些問題。當諧振轉換器工作在所述電壓增益小于所述預設值的情況下時，要求電路的電壓增益比較低；尤其是輸出限流時，必須對電路的電流做相應控制，以使電路能正常工作。為了達到這些要求，就必須提高諧振轉換器的工作頻率，但頻率的提高也意味著電路的損耗也在提高。當頻率上升到某一特定值時，轉換器的總體損耗將會大于轉換器的承受能力，此時轉換器將會損壞。圖1所示即為這種單純改變頻率的控制方法的示意圖，其橫坐標為電路的工作頻率與諧振電路的諧振頻率之比f_n，縱坐標為移相角θ。

上述單純的改變頻率的控制方法并不能解決在所述電壓增益小于所述預設值時線路出現的損耗過大的問題。另一種控制方法則采用了改變頻率加上改變脈沖寬度的方法。如圖2所示，其橫坐標為電路的工作頻率與諧振電路的諧振頻率之比f_n，縱坐標為開關管的占空比D。電路工作的軌跡從A到B先經過改變開關管的占空比D來控制電路工作，然后進入BC階段，通過調節開關管的控制脈沖的寬度來控制電路工作。由于采用改變脈沖寬度的方法，所以在同樣增益的情況下，開關頻率會比單純使用變頻控制的方法低。但是通過減小脈沖寬度可能會帶來原邊開關管的硬開關，從而導致整體的損耗仍然很大。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種諧振轉換器混合控制方法、諧振轉換器系統及混合控制器，以在諧振轉換器工作于一電壓增益小于一預設值時，易于達到較低的電壓增益并具有較小的電路損耗，提升了電路效率。

為實現上述目的，本發明的實施例提供了一種諧振轉換器的混合控制方法，當所述諧振轉換器工作于電壓增益小于一預設值時，該方法包括以下步驟：設定一混合控制開始頻率、一混合控制結束頻率以及一移相角斜率；檢測所述諧振轉換器的一工作頻率；根據所述移相角斜率、所述混合控制開始頻率、混合控制結束頻率以及所述諧振轉換器的諧振頻率計算一移相延遲時間；以及根據所述移相延遲時間、所述混合控制開始頻率與所述混合控制結束頻率產生一控制信號同時調整所述諧振變換器的工作頻率與移相角。

優選地，所述計算一移相延遲時間包括：根據公式計算所述移相延遲時間，其中，slope為所述移相角斜率，f_start為所述混合控制開始頻率，f_stop為所述混合控制結束頻率，f為所述工作頻率，F_s為所述諧振轉換器的諧振頻率，T_p為所述移相延遲時間。

優選地，所述電壓增益小于所述預設值時為所述諧振轉換器的輸出電流值大于等于C₄*I_{o_max}時，其中，C₄為0至1之間的常數，較佳地，C₄為0.8至1之間的常數，I_{o_max}為所述諧振轉換器所述電壓增益大于或等于所述預設值下的輸出電流最大值。

優選地，當所述諧振轉換器的輸出電流值小于C₄*I_{o_max}時，對所述諧振轉換器進行調頻控制。