[發明專利]全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 202010127538.4
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111313714B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 韓冰;趙許強;林鵬;李海洋;劉麗坤
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明涉及一種全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法及系統，該方法包括：采集副邊整流二極管電流i_D；計算副邊整流二極管電流i_D的斷續時間瞬時值t_{Discontinuous}；調節全橋LLC諧振變換器開關頻率f，使副邊整流二極管電流i_D的斷續時間瞬時值t_{Discontinuous}等于副邊整流二極管電流i_D的斷續時間參考值t_{Discontinuous?ref}，實現對LLC諧振頻率f_r的跟蹤。該方法通過將開關頻率f調至諧振頻率f_r處，或諧振頻率f_r左側，使諧振變換器工作在最優區域，全橋開關管實現零電壓開通，副邊整流二極管無反向恢復，從而降低系統損耗，提高系統效率。該方法可有效解決批量產品由于諧振器件自身參數精度、器件組合不同方式、線路分布參數等導致的諧振頻率與理論諧振頻率的參數差異，以及由于器件參數衰減所導致的諧振頻率變化等問題。

技術領域

本發明屬于LLC諧振變換器領域，尤其涉及一種全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法及系統。

背景技術

全橋LLC諧振變換器拓撲原理參考圖1所示，其通常采用變頻(PFM)或定頻移相(PWM)控制方法，不管采用哪種控制方法均需要準確的確定變換器的諧振頻率點，并希望諧振頻率是一個固定的常數，以便控制諧振變換器工作在最優諧振頻率區域。對于批量產品而言，一般通過提高諧振電容、諧振電感、勵磁電感等諧振器件的精度、篩選器件組合、優化器件布局及走線的方式，將諧振頻率控制在理想范圍內。但是，諧振器件參數在長時間使用過程中會發生變化，尤其是諧振電容容值會發生衰減，再加上主電路電纜、銅排雜散電感的存在導致實際應用過程中無法持續精確的獲得諧振變換器的諧振頻率。由諧振頻率計算公式：可知，全橋LLC諧振變換器的實際諧振頻率可能高于理想值，也可能低于理想值，f_r為諧振頻率，L_r為諧振電感，C_r為諧振電容。

當諧振頻率小于開關頻率時，副邊整流二極管存在反向恢復問題，當諧振頻率大于開關頻率時，副邊電流斷續時間較長，輸出電流紋波較大，且移相控制存在較大無效區。目前工程應用上，缺乏對全橋LLC諧振變換器諧振頻率的實時跟蹤控制，因此，有必要提供一種全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法。

發明內容

本發明針對LLC諧振變換器，提供了一種全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法及系統，使控制器能夠有效跟蹤諧振頻率的參數變化，控制器通過調整開關頻率，以使諧振變換器工作在最優區域。

為了實現上述目的，本發明提供了一種全橋LLC諧振變換器諧振頻率跟蹤方法，包括：

采集副邊整流二極管電流i_D；

計算副邊整流二極管電流i_D的斷續時間瞬時值t_{Discontinuous}；

調節全橋LLC諧振變換器開關頻率f，使副邊整流二極管電流i_D的斷續時間瞬時值t_{Discontinuous}等于副邊整流二極管電流i_D的斷續時間參考值t_{Discontinuous-ref}，實現對LLC諧振頻率f_r的跟蹤。

優選的，計算副邊整流二極管電流i_D的斷續時間瞬時值t_{Discontinuous}的方法為：

對采集的副邊整流二極管電流i_D進行一階低通濾波，計算濾波后的副邊整流二極管電流值i_D-filter；