[發(fā)明專利]一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110761483.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113452260A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方煒;王偉;齊楠;劉曉東;劉宿城
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;B60L53/20
• 代理公司: 合肥順超知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 李潔

1.一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括主電路(1)和控制電路(7)，其特征在于：所述主電路(1)包括輸入側(cè)逆變網(wǎng)絡(luò)(2)、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)(3)、高頻變壓器T₁和T₂(4)、二次側(cè)整流濾波網(wǎng)絡(luò)(5)和分壓采樣電路(6)，所述控制電路(7)包括輸出電流電壓采樣電路(8)、數(shù)字控制器(9)和驅(qū)動(dòng)電路(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于：所述高頻變壓器T₁和T₂(4)原邊串聯(lián)、中點(diǎn)連接供電電源負(fù)端、副邊經(jīng)整流電路并聯(lián)連接負(fù)載。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于：通過檢測負(fù)載電流判斷實(shí)施負(fù)荷分區(qū)控制，輸出PWM調(diào)制信號控制輸入側(cè)逆變網(wǎng)絡(luò)(2)中開關(guān)器件Q₁、Q₂、Q₃、Q₄的導(dǎo)通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)全橋和半橋不同工作模式之間進(jìn)行切換。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于：控制Q₁、Q₄和Q₂、Q₃交替導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)，通過高頻變壓器T₁和T₂(4)中的變壓器T₁和T₂工作在全橋模式，控制開關(guān)管Q₁和Q₂交替導(dǎo)通與關(guān)斷，Q₃和Q₄始終關(guān)斷時(shí)，通過高頻變壓器T₁和T₂(4)中的變壓器T₁工作在半橋模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于：在恒壓充電過程中，選擇輸出電流I_O＝I₂作為工作模式切換點(diǎn)，設(shè)定全橋工作模式切換到半橋工作模式切換點(diǎn)(b點(diǎn))，此時(shí)的輸出電流:

I_O＝I₃

半橋工作模式切換到全橋工作模式切換點(diǎn)(a點(diǎn))，此時(shí)的輸出電流：

I_O＝I₁

當(dāng)輸出電流大于I₁時(shí)，從半橋工作模式切換到全橋工作模式，通過變壓器T₁和T₂共同向電池提供較大的充電電流；當(dāng)輸出電流小于I₃時(shí)，從全橋工作模式切換到半橋工作模式，通過變壓器T₁工作在輕載狀態(tài)，減小變換器輕載時(shí)的電路損耗。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的一種基于工作模式切換的混合LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在全橋工作模式下，輸入側(cè)直流電源經(jīng)輸入側(cè)逆變網(wǎng)絡(luò)(2)到LLC諧振網(wǎng)絡(luò)(3)，再經(jīng)過高頻變壓器T₁和T₂(4)中的變壓器T₁、T₂后經(jīng)二次側(cè)整流濾波網(wǎng)絡(luò)(5)后輸出；

S2：在半橋工作模式下，輸入側(cè)直流電源經(jīng)輸入側(cè)逆變網(wǎng)絡(luò)(2)到LLC諧振網(wǎng)絡(luò)(3)，再經(jīng)過高頻變壓器T₁和T₂(4)中的變壓器T₁后經(jīng)二次側(cè)整流濾波網(wǎng)絡(luò)(5)輸出；

S3：電流電壓采樣電路(8)對主電路(1)輸出電壓V_o、輸出電流I_o采樣，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換至數(shù)字控制器(9)；

S4：數(shù)字控制器(9)將反饋電壓v_f、電流i_f作為內(nèi)部數(shù)字閉環(huán)控制程序的輸入信號，與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷處于恒流充電模式還是恒壓充電模式；

S5：當(dāng)處于恒壓充電模式，則進(jìn)一步比較輸出電流和工作切換點(diǎn)。