[實用新型]一種諧振變換器

有效

• 申請號: 201720190794.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN207251477U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 王躍斌;崔榮明;宋棟梁
• 申請（專利權）人: 深圳市皓文電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 劉顯揚

技術領域

本實用新型涉及電源領域，更具體地說，涉及一種諧振變換器。

背景技術

諧振開關變換器(resonant converter)主功率電路主要由開關裝置，整流裝置和諧振網絡等構成。由于諧振開關變換器工作于零電壓(ZVS)開關或/和零電流(ZCS)開關狀態，具有開關頻率高、電路體積小、功率密度高等優點。在現有技術中，變頻控制(variable frequency control)策略與定頻控制(fixed frequency control)策略均能應用于諧振開關變換器。這些控制策略中，變頻控制策略通過開關裝置改變激勵源(通常為電壓源) 的頻率，以此改變諧振網絡各元件阻抗值，進而達到控制傳輸功率的目的；定頻控制策略則通過開關裝置改變激勵源(通常為電壓源)的幅值，進而達到控制傳輸功率的目的。然而，一方面變頻控制策略在寬負載、寬輸入應用場合常導致諧振開關變換器環流能量大、開關頻率變化范圍寬、磁性元件利用率低與啟動/保護控制實現困難等問題；另一方面定頻控制策略在此類場合亦會造成諧振開關變換器零電壓開關/零電流開關失效、器件電壓電流應力大等問題。因此，采用現有技術的諧振開關變換器具有保護控制實現困難、容易出現過零開關失效、器件應力大等缺陷。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述保護控制實現困難、容易出現過零開關失效、器件應力大的缺陷，提供一種容易實現保護控制、過零開關不易失效、器件應力小的一種諧振變換器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種諧振變換器，包括將輸入的直流電壓轉換為方波脈沖的開關單元，所述方波脈沖經過諧振網絡、高頻變壓器和整流單元后成為一個設定的電壓值的直流輸出，還包括驅動信號調節模塊和驅動信號產生模塊；所述驅動信號調節模塊采集該諧振變換器的當前直流輸出的電壓值，依據所采集的直流電壓值產生第一控制信號和第二控制信號并傳輸到所述驅動信號產生模塊；所述驅動信號產生模塊依據所述第一控制信號和第二控制信號調節發送到所述開關單元的開關器件上的驅動信號的參數，從而控制所述開關單元中開關器件的占空比或導通角和開關頻率，使得所述直流輸出的電壓值穩定在設定的范圍內；其中，所述第一控制信號控制占空比或導通角，所述第二控制信號控制開關頻率。

更進一步地，所述第一控制信號調節后的占空比或導通角與所述驅動信號調節模塊采集到的直流輸出電壓和參考電壓的差值經誤差放大后的結果成正比；所述第二控制信號與所述第一控制信號之間存在線性關系。

更進一步地，所述第一控制信號與所述第二控制信號滿足以下線性關系：

v_δ+V_kv_fs＝V_f

其中，所述第一控制信號為v_δ、所述第二控制信號為v_fs，V_k、V_f為由所述諧振變換器的設計參數決定的、大于零的常數。

更進一步地，在所述第一控制信號和第二控制信號的調節下，所述驅動信號調節模塊輸出的驅動信號的頻率和占空比或導通角相互對應，當該驅動信號的占空比或導通角為一個設定值時，其頻率為另外一個設定值。

更進一步地，所述驅動信號調節模塊包括電壓采樣模塊、誤差放大模塊和線性耦合模塊；其中，所述電壓采樣模塊由直流輸出端采樣，得到采樣電壓并輸出給所述誤差放大模塊；所述誤差放大模塊將所述采樣電壓和參考電壓取其差值并對得到的差值進行比例積分后得到誤差電壓；所述線性耦合模塊取得誤差電壓，經過與設置的電壓進行運算后分別產生所述第一控制信號與所述第二控制信號；所述第一控制信號與所述第二控制信號輸送到所述驅動信號產生模塊。

更進一步地，所述驅動信號產生模塊包括波形產生模塊、比較模塊和驅動模塊；其中，所述波形產生模塊根據所述第二控制信號調節內部受控電流源，產生峰值恒定、頻率與所述第二控制信號成正比的三角波；同時，還在所述三角波的峰值時刻產生一個與該三角波峰值同頻的窄脈沖序列，并將該窄脈沖序列輸送到所述驅動模塊；所述比較模塊比較所述第一控制信號與所述三角波，并將比較結果送至所述驅動模塊；所述驅動模塊的兩個上升沿觸發電路分別檢測所述窄脈沖序列上升沿與所述比較結果上升沿時刻，并分別在所述上升沿時刻翻轉所述上升沿觸發電路的輸出電平，所述上升沿觸發電路的輸出電平或所述上升沿觸發電路的輸出電平經過邏輯非門后分別輸出到不同的開關器件的控制端上，形成所述諧振變換器開關單元的驅動信號。