[發明專利]LLC諧振轉換器的效率提升方法及其結構

在審

• 申請號: 201810012361.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN110011548A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 向嘉至
• 申請（專利權）人: 首利實業股份有限公司
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02;H02M3/22
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發明公開了一種LLC諧振轉換器的效率提升方法及其結構，用于優化一切換式電源供應設備的能源轉換效率，其于多個第一時點及于該多個第一時點后的多個第二時點分別讀取該切換式電源供應設備的輸入功率而分別獲得一第一功率與一第二功率，且比較該第一功率與該第二功率后，該第二功率小于該第一功率時通過一調整值調降該工作電壓并計算一調降次數，反之于該第二功率大于該第一功率時通過該調整值調升該工作電壓并計算一調升次數，同時，判斷該調降次數或該調升次數的連續重復次數，于該連續重復次數達一第一容限值時改以反作動調變該工作電壓。

技術領域

本發明屬于切換式電源供應設備的技術領域，特別是關于一種LLC諧振轉換器的效率提升方法及其結構，以通過調控該LLC諧振轉換器所需工作電壓大小的方式，實現穩定的切換頻率而提升整體電路效率。

背景技術

已被廣泛應用的切換式電源供應設備為滿足各式電器對于電源供應設備具備高效率與輕薄短小等特點的要求，常采用提高切換頻率的方式來達到高功率密度(HighPower Density)的電能轉換效果。并且，為減少硬性切換(Hard Switching)造成的切換損失問題，現今的切換式電源供應設備往往使用柔性切換(Soft Switching)技術，以通過降低功率開關于切換時因開關上跨壓與電流乘積所造成的切換損失的手段，達到零電壓切換(Zero Voltage Switching,ZVS)或零電流切換(Zero Current Switching,ZCS)的電路作動模式，藉此實現整體轉換效率的提升。

切換式電源供應設備中，串聯諧振轉換器(Series Resonant Converter,SRC)擁有切換頻率高與零電壓切換等特性，且串聯諧振轉換器操作于不同操作區間時會有不同電路特性，故而衍生出LLC諧振轉換器。又，LLC諧振轉換器雖具有電路架構簡單、寬范圍輸入電壓、高功率密度與高效率等優點，但其原切換開關頻率會于負載的狀態為輕負載、空負載、半負載、重負載或全負載時劇烈增加，使得損耗增加，進而影響切換頻率導致最佳效率降低。有鑒于此，如圖1所示，設有一整流器10、一功因校正器11、一工作電容12、一LLC諧振轉換器13、一同步整流器14與一諧振頻率調控器15的LLC電源供應設備1一般多采用恒定切換頻率的作法來適應負載變化而提升效率，其利用該諧振頻率調控器15監控該LLC諧振轉換器13的實時切換頻率，并利用一設定頻率，例如100kHz比較該實時切換頻率后，調控該功因校正器11輸出的電能大小，即該工作電容12兩端的跨壓大小，以藉此使該LLC諧振轉換器13恒定于100kHz。然而因為電子元件生產時本身即存在有誤差，使此種作法即存有精準度不足的問題而影響最終的效率提升率。

有感于此，如何通過調控電源供應設備的工作電壓大小，以獲取最佳頻率點，而使電源供應設備即使于輕負載、空負載、半負載、重負載或全負載的狀態下仍可穩定該LLC諧振轉換器13的切換頻率，進而提升整體效率，并且消除因電子元件誤差影響的效率，即為本發明所亟欲探究的課題。

發明內容

有鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種LLC諧振轉換器的效率提升方法及其結構，使于適應負載的變動前提下自動調控工作電壓，從而實現電路效率的提升。