[發(fā)明專利]諧振變換器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010328120.X
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111371327B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈民立;孫浩;章進(jìn)法
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)達(dá)電子企業(yè)管理（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 樊春燕

本申請?zhí)峁┝艘环N諧振變換器及其控制方法，包括第一全橋電路、諧振電路、第二全橋電路和控制電路。所述第一全橋電路包括并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂。第一橋臂和第二橋臂均包含串聯(lián)的上開關(guān)和下開關(guān)。所述諧振電路電性連接至第一全橋電路。所述第二全橋電路電性連接至諧振電路。所述第二全橋電路電連接一第二電壓，并給一負(fù)載提供輸出功率和輸出電流。所述控制電路分別與第一全橋電路和第二全橋電路電連接。所述控制電路用于將一電性參數(shù)和一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果輸出第一橋臂的上開關(guān)的一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二橋臂的下開關(guān)的一第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有一第一移相角，所述電性參數(shù)反映負(fù)載的狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及諧振變換器及其控制方法。

背景技術(shù)

近年來隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，具有隔離功能的雙向直流/直流(DC/DC)變換器不斷受到人們的重視。雙向DC/DC按照工作模式可以分為兩種類型：一種是支持定頻工作的PWM(pulse width modulation，脈沖寬度調(diào)制)型DAB(Dural-Active-Bridge，雙有源橋)電路；另一種是采用變頻控制的諧振型電路。前者由于通過調(diào)整占空比來調(diào)節(jié)增益，控制比較簡單且在輕載輸出時(shí)仍然增益連續(xù)可調(diào)，不會(huì)過早進(jìn)入burst(打嗝)模式，輸出電流紋波可控。但該電路固有的缺點(diǎn)是寬電壓輸出時(shí)其軟開關(guān)范圍有限，效率不能做到優(yōu)化，通常在輸出電壓范圍較小的場合來應(yīng)用。

后者諧振型電路的特點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)頻率來調(diào)節(jié)增益，原則上在輕載輸出時(shí)，只要開關(guān)頻率能夠無限可調(diào)，增益是可以控制的。但事實(shí)上，隨著開關(guān)頻率的增大，開關(guān)損耗(loss)在不斷增大。故此通常會(huì)設(shè)定一個(gè)最大頻率，當(dāng)系統(tǒng)計(jì)算的開關(guān)頻率大于設(shè)定頻率時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入burst模式，這樣帶來的一個(gè)問題是輸出的紋波較大，為了抑制紋波需要額外增加更多的輸出濾波電容，成本和體積都會(huì)增大。

為了實(shí)現(xiàn)高效率的輸出，雙向隔離型DC/DC通常選用具有軟開關(guān)特性的諧振型電路，而該雙向隔離型DC/DC在不引入其他增益控制方式的情況下，系統(tǒng)容易進(jìn)入burst模式，導(dǎo)致輸出紋波較大。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)諧振型雙向隔離DC/DC的電路，容易出現(xiàn)burst模式，并導(dǎo)致輸出紋波較大的問題，提出一種諧振變換器及其控制方法。

一種諧振變換器，包括：

一第一全橋電路，包括并聯(lián)的一第一橋臂和一第二橋臂，所述第一橋臂和所述第二橋臂均包含串聯(lián)的一上開關(guān)和一下開關(guān)，所述第一全橋電路用于電連接一第一電壓；

一諧振電路，電性連接至所述第一全橋電路；

一第二全橋電路，電性連接至所述諧振電路，所述第二全橋電路用于電連接一第二電壓，并給一負(fù)載提供輸出功率和輸出電流；以及

一控制電路，分別與所述第一全橋電路和所述第二全橋電路電連接，所述控制電路用于將一電性參數(shù)和一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果輸出所述第一橋臂的所述上開關(guān)的一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第二橋臂的所述下開關(guān)的一第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有一第一移相角，所述電性參數(shù)反映負(fù)載的狀態(tài)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電性參數(shù)為環(huán)路計(jì)算頻率，所述環(huán)路計(jì)算頻率與所述第二電壓相關(guān)聯(lián)，所述預(yù)設(shè)閾值為預(yù)設(shè)頻率閾值，若所述環(huán)路計(jì)算頻率大于所述預(yù)設(shè)頻率閾值，則所述第一移相角大于0°，且使得所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)各自的頻率均不超過所述預(yù)設(shè)頻率閾值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，若所述環(huán)路計(jì)算頻率小于或等于所述預(yù)設(shè)頻率閾值，則所述第一移相角等于0°，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)各自的頻率均等于所述環(huán)路計(jì)算頻率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二全橋電路包括并聯(lián)的一第三橋臂和一第四橋臂，所述第三橋臂和所述第四橋臂均包括串聯(lián)的一上開關(guān)和一下開關(guān)；

所述諧振電路包含一變壓器，該變壓器原邊線圈和副邊線圈的匝數(shù)比為n；