[發明專利]LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元及變換器

有效

• 申請號: 201910212829.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109980941B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 許建平;宋棟梁;王躍斌;高亞男
• 申請（專利權）人: 深圳市皓文電子有限公司;西南交通大學
• 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

本發明涉及一種LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元，所述開關控制單元由所述DCDC變換器的直流輸出端取得其直流輸出電壓，并由所述DCDC變換器的諧振回路上取得其諧振電流，將所述直流輸出電壓與參考電壓運算而得到誤差電壓，并將所述諧振電流轉換為電壓與所述誤差電壓比較，進而產生控制該DCDC變換器的開關管的開關控制信號來控制該DCDC變換器的開關管。本發明還涉及一種DCDC變換器。實施本發明的LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元及變換器，具有以下有益效果：DCDC變換器輸出電壓瞬態調節時間短，超調量小，輸入瞬態響應特性好。

技術領域

本發明涉及電力電子學領域，更具體地說，涉及一種LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元及變換器。

背景技術

近年來，電力電子技術飛速發展，開關電源技術作為電力電子的重要領域逐漸成為應用和研究的熱點。開關變換器以其高效率、高功率密度逐漸確立了其在開關電源領域的主流地位。隨著業界標準的不斷發展和提高，高頻化、模塊化、數字化成為開關電源的主要發展趨勢。為適應發展趨勢的需要，對開關電源裝置體積、重量的要求不斷提高，諧振變換器因其高功率密度、高工作效率、低EMI干擾與零電流/零電壓開關特性等得到了廣泛的重視和應用。諧振變換器主要分為串聯諧振變換器、并聯諧振變換器和串并聯諧振變換器三種，其中串聯諧振變換器空載時輸出電壓不易穩定，并聯諧振變換器輕載效率低，LCC諧振的DC-DC變換器作為三元件串并聯諧振變換器的一種在綜合以上兩者優點的同時克服相應的缺點，是一種具有良好前景的DC-DC變換器。

傳統LCC諧振DC-DC變換器可分為變頻調制與定頻調制兩類。變頻調制通過改變開關管的工作頻率達到調整輸出電壓的目的。變頻LCC諧振DC-DC變換器具有較寬的軟開關范圍，但變換器中磁性元件利用率較低；定頻調制通過調節移相角實現輸出電壓穩定。定頻LCC諧振DC-DC變換器能夠提高磁性元件的利用率，但存在電流電壓應力大、軟開關范圍窄的問題。一般考慮控制電路的實現復雜度，LCC諧振DC-DC變換器廣泛采用變頻調制。傳統LCC諧振DC-DC變換器采用電壓型控制策略，其控制電路由單電壓環組成，開關管的導通與關斷僅與輸出電壓和基準電壓經過誤差補償器產生的控制信號有關，其瞬態響應速度較慢，超調量較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述的瞬態響應速度較慢、超調量大的缺陷，提供一種瞬態響應速度較塊、超調量小的LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元及變換器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種LCC諧振的DCDC變換器的開關控制單元，所述開關控制單元由所述DCDC變換器的直流輸出端取得其直流輸出電壓，并由所述DCDC變換器的諧振回路上取得其諧振電流，將所述直流輸出電壓與參考電壓運算而得到誤差電壓，并將所述諧振電流轉換為電壓與所述誤差電壓比較，進而產生控制該DCDC變換器的開關管的開關控制信號來控制該DCDC變換器的開關管。

更進一步地，所述開關控制單元包括誤差電壓取得模塊、諧振電壓取得模塊和控制信號產生模塊；

其中，所述誤差電壓取得模塊通過對該DCDC變換器的直流輸出電壓和參考電壓進行運算，得到直流誤差電壓；

所述諧振電壓取得模塊采集所述DCDC變換器的諧振電流，使其對第一電容進行充電，得到諧振充電電壓，并通過受控開關輸出所述諧振充電電壓；

所述控制信號產生模塊通過比較所述直流誤差電壓和所述諧振充電電壓得到脈沖控制信號，并將所述脈沖控制信號進行設定的變換而得到多個分別控制所述DCDC變換器的開關管和所述受控開關的開關控制信號，輸出到所述DCDC變換器的開關管和所述受控開關的控制端。

更進一步地，所述諧振電壓取得模塊包括串接在所述DCDC變換器諧振回路上的互感器、與所述互感器的輸出連接的整流電路、并接在所述整流電路上的第一電容和并接在所述第一電容兩端的受控開關；所述第一電容一端與所述控制信號產生模塊連接。