[發(fā)明專利]一種LLC全橋變換器同步整流的數(shù)字優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710589939.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107425728B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉鋒;夏熙;俞居正;朱俊杰;錢欽松;陸生禮;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

一種LLC全橋變換器同步整流的數(shù)字優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)，對(duì)全橋LLC副邊的同步整流管關(guān)斷之前和關(guān)斷之后的漏端電壓分別進(jìn)行采樣，將兩次采樣結(jié)果通過(guò)比較器進(jìn)行邏輯比較，根據(jù)邏輯比較結(jié)果由微控制器對(duì)全橋LLC副邊同步整流管的關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行調(diào)整并利用微控制器的中斷配合，實(shí)現(xiàn)LLC副邊同步整流管關(guān)斷前后漏端電壓的精確采樣，通過(guò)實(shí)時(shí)比較由微控制器給出的需要調(diào)整的時(shí)間命令，實(shí)現(xiàn)全橋LLC副邊同步整流管在最佳時(shí)刻關(guān)斷，提高全橋LLC電路的整體效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采用同步整流方式的LLC諧振全橋開(kāi)關(guān)變換器，尤其涉及一種LLC全橋變換器同步整流的數(shù)字優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，LLC功率轉(zhuǎn)換器中的開(kāi)關(guān)頻率越來(lái)越高，開(kāi)關(guān)頻率的增高帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)如下：①電路中的儲(chǔ)能器件(電感、變壓器、電容等)體積相應(yīng)的減小。②整個(gè)電路的功率密度進(jìn)一步增大。但是開(kāi)關(guān)頻率的增大也帶來(lái)了各種開(kāi)關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗的增加，由此同步整流被大量應(yīng)用來(lái)取代二極管的整流，尤其是在輸出大電流的情況下。

目前，應(yīng)用于LLC拓?fù)潆娐返耐秸骺刂品椒ㄓ?類：電流檢測(cè)法；自驅(qū)動(dòng)模擬電壓檢測(cè)法；以微控制器或者FPGA為主導(dǎo)的數(shù)字檢測(cè)技術(shù)。其中，電流檢測(cè)技術(shù)較為精確，但是電流檢測(cè)所帶來(lái)的電阻的能量損耗卻是相當(dāng)?shù)拇螅虼藭?huì)影響整體的拓?fù)涞男省z測(cè)同步整流管漏端電壓成為唯一一個(gè)高效的同步整流控制方案，基于檢測(cè)同步整流管漏源極電壓的模擬電壓檢測(cè)技術(shù)有十分復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，這樣便無(wú)法滿足高功率密度的要求，同時(shí)，此種技術(shù)會(huì)導(dǎo)致柵極寄生震蕩。以微控制器或者FPGA為主導(dǎo)的數(shù)字檢測(cè)技術(shù)是目前比較好的源漏極電壓檢測(cè)技術(shù)，目前，一種比較通用的同步整流控制方案主要是檢測(cè)同步整流管的體二極管是否導(dǎo)通，一旦導(dǎo)通則迅速自適應(yīng)關(guān)閉同步整流管，但是這種方案主要受體二極管導(dǎo)通以及反向?qū)▋烧咧g切換的影響，會(huì)使整個(gè)LLC電路效率降低，同時(shí)相應(yīng)的延時(shí)問(wèn)題在高頻情況下會(huì)突顯的比較嚴(yán)重。

隨著現(xiàn)代電源向著高功率密度，高效率的發(fā)展，優(yōu)良簡(jiǎn)單的數(shù)字同步整流控制方法十分有必要，如何使得LLC副邊同步整流管在最佳關(guān)斷點(diǎn)關(guān)斷顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有的LLC電路副邊同步整流控制方法的不足，提供一種LLC全橋變換器同步整流的數(shù)字優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)，可以使LLC副邊同步整流管在最佳關(guān)斷點(diǎn)關(guān)斷。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采取的技術(shù)方案如下：一種LLC全橋變換器同步整流的數(shù)字優(yōu)化控制方法，以檢測(cè)全橋LLC副邊同步整流管的漏端電壓為基礎(chǔ)，自適應(yīng)地調(diào)整關(guān)斷LLC副邊同步整流管的時(shí)間，其特征在于：對(duì)全橋LLC副邊的同步整流管關(guān)斷之前和關(guān)斷之后的漏端電壓分別進(jìn)行采樣，將兩次采樣結(jié)果通過(guò)比較器進(jìn)行邏輯比較，根據(jù)邏輯比較結(jié)果由微控制器對(duì)全橋LLC副邊同步整流管的關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行調(diào)整并利用微控制器的中斷配合，實(shí)現(xiàn)LLC副邊同步整流管關(guān)斷前后源漏端電壓的精確采樣，通過(guò)實(shí)時(shí)比較由微控制器給出的需要調(diào)整的時(shí)間命令，實(shí)現(xiàn)全橋LLC副邊同步整流管在最佳時(shí)刻關(guān)斷，提高全橋LLC電路的整體效率。

包括以下步驟：

1)首先在一個(gè)周期內(nèi)，在全橋LLC副邊同步整流管關(guān)斷之前，第一次檢測(cè)同步整流管漏端的電壓，同時(shí)將其存儲(chǔ)到微控制器內(nèi)并輸出給比較器作為邏輯比較的參考閾值電壓，在全橋LLC副邊同步整流管關(guān)斷之后，第二次檢測(cè)同步整流管漏端的電壓；

2)將第一次檢測(cè)得到的全橋LLC副邊同步整流管的漏極電壓即參考閾值電壓與第二次檢測(cè)得到的全橋LLC副邊同步整流管的漏端電壓進(jìn)行邏輯比較，用第一次檢測(cè)到的同步整流管的漏端電壓減去第二次檢測(cè)到的同步整流管的漏端電壓作為邏輯比較結(jié)果，如果邏輯比較結(jié)果為正，說(shuō)明同步整流管的體二極管導(dǎo)通，則記為邏輯“1”，否則記為邏輯“0”；

3)將邏輯比較結(jié)果交由微控制器對(duì)全橋LLC副邊同步整流管的關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。如果輸出的邏輯比較結(jié)果為“1”，則微控制器在下一個(gè)周期延遲一段時(shí)間關(guān)斷全橋LLC的同步整流管，如果輸出的邏輯比較結(jié)果為“0”，表明此時(shí)同步整流管關(guān)斷條件基本滿足；