[發明專利]一種具有過載控制的轉換裝置及其過載控制方法

有效

• 申請號: 202010905667.1
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112003480B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 姚宇桐;洪宗良
• 申請（專利權）人: 亞瑞源科技(深圳)有限公司;亞榮源科技(深圳)有限公司;深圳市盛能杰科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 深圳匯策知識產權代理事務所(普通合伙) 44487
• 代理人: 梁超

一種具有過載控制的轉換裝置及其過載控制方法。它包括：初級轉換電路、諧振轉換電路及控制單元。控制單元根據諧振轉換電路的輸出電流的電流信號控制初級轉換電路輸出的直流電源的電壓值；當控制單元根據電流信號得知輸出電流超過額定電流時，控制單元調升直流電源的電壓值。本發明轉換裝置提供諧振轉換電路過載控制的控制模式。在負載瞬間抽載過大而造成輸出電流超過額定電流時，控制單元控制初級轉換電路調升直流電源的電壓值，以在負載需要短時間過載時，避免諧振轉換電路內部的功率開關因切換頻率過低而過熱損壞的狀況。

技術領域

本發明為具有過載控制的轉換裝置及其過載控制方法，尤指一種針對諧振轉換電路過載控制的轉換裝置與控制方法。

背景技術

目前的電力電子領域中，由于高效率及高功率密度的需求，切換式的電源轉換裝置越來越受到廣泛的應用。但是由于后端耦接的負載針對切換式的電源轉換裝置的功能需求越來越廣泛，其包括了要求所接收的電壓質量、是否能相互溝通、以及短時間過載的需求。尤其是現今負載(例如但不限于服務器等)處理數據等功能越來越強大，導致負載針對切換式的電源轉換裝置須提供過載功能的需求量越來越高。

另外一方面，現今電力電子的技術領域中，使用LLC諧振轉換器作為切換式的電源轉換裝置，由于具有輸出功率高、轉換效率高等顯著特點，因此應用范圍非常廣泛。但是然由于使用過載功能，往往會需要切換式的電源轉換裝置在短時間內提供額定功率兩倍以上的峰值功率輸出。此狀況發生在使用LLC諧振轉換器作為切換式的電源轉換裝置時，會造成LLC諧振轉換器的切換頻率過低而產生大量的反向恢復電流流經LLC諧振轉換器內部的功率開關，造成功率開關元件容易因過載而過熱損壞。

所以，如何設計出一種具有過載控制的轉換裝置及其過載控制方法，在轉換裝置過載時，提供特殊的控制方式而避免功率開關元件容易因過載而過熱損壞，乃為本案創作人所欲行研究的一大課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有過載控制的轉換裝置及其過載控制方法，解決現有技術存在的問題。

為了達到前述目的，本發明所提出的具有過載控制的轉換裝置包括初級轉換電路，轉換輸入電源為直流電源。諧振轉換電路，轉換直流電源為輸出電源。及控制單元，耦接初級轉換電路與諧振轉換電路。其中，控制單元根據諧振轉換電路的輸出電流的電流信號控制直流電源的電壓值；當控制單元根據電流信號得知輸出電流超過額定電流時，控制單元調升直流電源的電壓值。

進一步的，當輸出電流超過額定電流而使諧振轉換電路的切換頻率降低至臨界切換頻率而使諧振轉換電路欲進入零電流切換時，控制單元調升直流電源的電壓值，使切換頻率維持高于臨界切換頻率而控制諧振轉換電路維持在零電壓切換。

進一步的，當切換頻率降低時，諧振轉換電路的電壓增益增加，且當直流電源的電壓值提高時，切換頻率提高。

進一步的，控制單元包括：回授電路，接收直流電源與電流信號，補償器，耦接回授電路，及脈寬調變控制器，耦接補償器，其中，回授電路根據直流電源與電流信號而提供誤差信號至補償器，且補償器根據誤差信號而提供補償信號至脈寬調變控制器；脈寬調變控制器根據補償信號提供脈寬調變信號至初級轉換電路，以調整直流電源的電壓值。

進一步的，回授電路包括：第一增益控制器，根據直流電源而提供直流電壓增益，第二增益控制器，根據電流信號而提供輸出電流增益，及回授控制器，根據直流電壓增益、輸出電流增益及參考電壓而提供誤差信號。

進一步的，控制單元更包括：啟閉電路，耦接諧振轉換電路，其中，當啟閉電路根據電流信號得知輸出電流超過額定電流時，啟閉電路啟動控制單元，使控制單元根據電流信號調升直流電源的電壓值。