[發(fā)明專利]一種強(qiáng)制諧振反激變換器及零電壓開關(guān)自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110490737.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113193758B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐申;鄒昊宸;聶靜雨;史小雨;孫偉鋒;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 任志艷

1.一種強(qiáng)制諧振反激變換器，其特征在于，包括主電路、數(shù)字恒壓多模式控制模塊和零電壓開關(guān)自適應(yīng)控制模塊，數(shù)字恒壓多模式控制模塊和零電壓開關(guān)自適應(yīng)控制模塊分別與主電路連接；

主電路包括反激變壓器、位于反激變壓器原邊的第一采樣支路和位于反激變壓器原邊的強(qiáng)制諧振支路，所述強(qiáng)制諧振支路的正電流方向與原邊電流相反，強(qiáng)制諧振支路在反激變換器自發(fā)諧振周期結(jié)束后產(chǎn)生與正電流方向相反的強(qiáng)制諧振電流直至勵(lì)磁電流達(dá)到負(fù)向峰值；

反激變壓器包括原邊繞組、副邊繞組、強(qiáng)制諧振繞組和采樣繞組；原邊繞組與第一開關(guān)管串聯(lián)后形成原邊支路，原邊支路與輸入電源相連，第一開關(guān)管為主開關(guān)管；副邊繞組與第二開關(guān)管串聯(lián)形成副邊支路，第二開關(guān)管為同步整流管；副邊支路通過(guò)輸出濾波電容后連接負(fù)載；強(qiáng)制諧振繞組與第三開關(guān)管、強(qiáng)制諧振電容串聯(lián)形成的回路為強(qiáng)制諧振支路，第三開關(guān)管為諧振管，強(qiáng)制諧振支路用于實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，強(qiáng)制諧振繞組與第一采樣電阻和第二采樣電阻串聯(lián)形成的回路為第一采樣支路；第一采樣支路中的第一采樣電阻和第二采樣電阻中間節(jié)點(diǎn)的電壓經(jīng)濾波后獲得采樣電壓V_samp；采樣繞組與第三采樣電阻和第四采樣電阻串聯(lián)形成的回路為第二采樣支路；

數(shù)字恒壓多模式控制模塊用于采樣反激變壓器的原邊電流峰值并接收采集的膝電壓，從膝電壓中提取當(dāng)前周期的誤差及控制模式信息，根據(jù)當(dāng)前周期誤差生成當(dāng)前周期控制信號(hào)，生成跟隨不同控制模式下控制參量的主開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

零電壓開關(guān)自適應(yīng)控制模塊用于采集第一采樣支路的采樣電壓V_samp，計(jì)算強(qiáng)制諧振支路中諧振管的導(dǎo)通時(shí)間t_GD1on，使得V_samp的電壓峰值在主開關(guān)管漏源電壓剛好下降到零時(shí)采得，根據(jù)諧振管的導(dǎo)通時(shí)間t_GD1on控制諧振管的導(dǎo)通與關(guān)斷，具體包括如下過(guò)程：

通過(guò)原邊采樣電阻兩端峰值電壓V_peak得到電壓V_DC，V_DC為原邊輸入直流電壓；

根據(jù)t_GD1on的理論計(jì)算公式對(duì)t_GD1on賦初值；

判斷V_DC有無(wú)改變，如果V_DC改變，則重新對(duì)t_GD1on賦初值；

如果V_DC無(wú)改變，則判斷scount(n)是否為1；其中scount(n)為對(duì)V_comp＝1計(jì)數(shù)得到的計(jì)數(shù)量；

將設(shè)置的數(shù)字量V_{SAM_MAX}經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后得到的模擬量V_{sam_max}與采樣電壓V_samp比較，得到方波信號(hào)V_comp；所述數(shù)字量V_{SAM_MAX}是指采樣電壓V_samp理想的最大值對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；

若scount(n)為0表示設(shè)置的數(shù)字量V_{SAM_MAX}過(guò)大，因此將數(shù)字量V_{SAM_MAX}減1后返回重新采樣V_samp的電壓峰值；若scount(n)大于1表示數(shù)字量V_{SAM_MAX}過(guò)小，因此將數(shù)字量V_{SAM_MAX}加1后，返回重新采樣V_samp電壓峰值；若為1表示采樣到V_samp電壓峰值，此時(shí)結(jié)束采樣；

判斷scount(n)＝1是否是在死區(qū)t_dead內(nèi)采得；

若是則表明諧振管的導(dǎo)通時(shí)間t_GD1on偏大，因?yàn)樵趖_dead死區(qū)時(shí)間未結(jié)束時(shí)第一開關(guān)管漏源電壓V_ds1已經(jīng)下降到0，因此將諧振管的導(dǎo)通時(shí)間t_GD1on的計(jì)數(shù)值t_GD1ON減1后返回重新采樣V_samp電壓峰值；

若不是在死區(qū)t_dead采樣到，將數(shù)字量V_{SAM_MAX}(n)減去一個(gè)固定電壓差值ΔV得(n+1)周期的數(shù)字量V_{SAM_MAX}(n+1)，經(jīng)DAC后得到模擬量V_{sam_max}，再與V_samp比較得到V_comp＝1的計(jì)數(shù)值scount(n+1)；

判斷scount(n+1)＝1時(shí)是否是在死區(qū)t_dead內(nèi)采得：若否，將t_GD1ON加1后返回重新采樣峰值；

若是，則實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)，此時(shí)得到了準(zhǔn)確的諧振管導(dǎo)通時(shí)間t_GD1on；自適應(yīng)算法結(jié)束，跳出循環(huán)；

根據(jù)t_GD1on的大小和變換器在自發(fā)諧振階段第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)刻判斷在本周期的自發(fā)諧振階段內(nèi)是否有足夠的時(shí)間用于諧振管的導(dǎo)通和關(guān)斷，若有足夠時(shí)間，則強(qiáng)制諧振使能模塊發(fā)出信號(hào)給開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)諧振管的導(dǎo)通和關(guān)斷。