[發(fā)明專利]高頻LLC諧振變換器最優(yōu)死區(qū)計算方法、變死區(qū)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110389383.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112994472B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童喬凌;姜宇航;閔閏;李林凱;李啟東
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

1.一種高頻LLC諧振變換器不同工況下的最優(yōu)死區(qū)計算方法，其特征在于，包括：

S1.在多個不同設(shè)定工況下，計算原邊功率管寄生電容的充放電完成時間；具體為，

01.根據(jù)高頻LLC諧振變換器應(yīng)用需求確定電路硬件參數(shù)，包括：

諧振參數(shù)：諧振電感L_r，諧振電容C_r，勵磁電感L_m，諧振頻率f_r，變壓器匝比N；

功率器件寄生參數(shù)：原邊功率管的輸出電容C_oss，副邊整流二極管的結(jié)電容C_j；

設(shè)定工況條件：輸入直流電壓V_in、輸出直流電壓V_o、輸出電流I_o，以及對應(yīng)工況下的工作頻率f_s；

02.求解勵磁電感電流最大值I_{Lm_max}；

其中，T_r表示串聯(lián)諧振周期，T_s表示工作周期，表示等效輸出阻抗，ω_r表示串聯(lián)諧振角頻率，ω_r1表示并聯(lián)諧振角頻率，Z_r表示串聯(lián)電感阻抗，Z_r＝ω_r·L_r，Z_r1表示并聯(lián)電感阻抗Z_r1＝ω_r1·(L_r+L_m)；

03.求解原邊功率管的輸出電容C_oss充放電完成的時間t_zvs：

為ZVS實現(xiàn)階段等效角頻率，C_eq1為充放電過程中原邊功率管的等效總電容，C_jeq為充放電過程中副邊二極管的等效總電容，C_eq2為C_jeq等效到原邊的電容；

S2.對充放電完成時間增加設(shè)定裕度后作為對應(yīng)工況下的最優(yōu)死區(qū)時間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻LLC諧振變換器不同工況下的最優(yōu)死區(qū)計算方法，其特征在于，原邊功率管為GaN MOSFET。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻LLC諧振變換器不同工況下的最優(yōu)死區(qū)計算方法，其特征在于，設(shè)定裕度大于或等于0。

4.一種基于權(quán)利要求1-3任一項所述最優(yōu)死區(qū)計算方法的高頻LLC諧振變換器變死區(qū)控制方法，其特征在于，包括：

S1.對諧振變換器當前運行工況下的輸入電壓、輸出電壓和輸出電流進行采樣；

S2.將與當前工況最接近的設(shè)定工況下對應(yīng)的最優(yōu)死區(qū)時間作為當前工況的最優(yōu)死區(qū)時間，輸出相應(yīng)的信號給開關(guān)管驅(qū)動電路對諧振變換器中的開關(guān)管進行控制。

5.一種基于權(quán)利要求4所述變死區(qū)控制方法的高頻LLC諧振變換器，其特征在于，包括：高頻LLC諧振變換器主電路和控制電路；其中，控制電路包括：模擬控制電路和數(shù)字控制電路；

模擬控制電路包括輸入電壓采樣電路、輸出電壓采樣電路、輸出電流采樣電路和開關(guān)管驅(qū)動電路；數(shù)字控制電路包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲單元和運算處理單元；

輸入電壓采樣電路、輸出電壓采樣電路、輸出電流采樣電路分別用于對諧振變換器當前運行工況下的輸入電壓、輸出電壓和輸出電流進行采樣；

模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將采集到的電壓、電流值進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到諧振變換器當前運行工況對應(yīng)的數(shù)字信號；

數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲設(shè)定工況下對應(yīng)的最優(yōu)死區(qū)時間；

運算處理單元，用于將模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號與數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的設(shè)定工況比較，得到最接近的設(shè)定工況下對應(yīng)的最優(yōu)死區(qū)時間，并輸出相應(yīng)的信號給開關(guān)管驅(qū)動電路；

開關(guān)管驅(qū)動電路，用于根據(jù)接收到的信號對諧振變換器中的開關(guān)管進行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高頻LLC諧振變換器，其特征在于，所述LLC諧振變換器主電路包括順次級聯(lián)的輸入電容、功率管全橋、諧振電感、諧振電容、變壓器、副邊整流橋和輸出電容。