[發(fā)明專利]一種雙輸出LLC諧振變換器低輸出電壓紋波控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210280305.7
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114598161A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑤;鄒正祥;郭廣川
• 申請（專利權(quán)）人: 西南民族大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/14;H02M1/38
• 代理公司: 成都智言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

本發(fā)明屬于諧振開關(guān)變換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙輸出LLC諧振變換器低輸出電壓紋波控制方法及裝置，用于解決傳統(tǒng)LLC諧振變換器中存在的低頻振蕩和輸出紋波增大問題。本發(fā)明，包括電源、電源電路TD、反饋電路、輸出負(fù)載R₁和輸出負(fù)載R₂。本發(fā)明，所述電源電路TD為主電路，所述反饋電路采集電流和電壓，通過邏輯選擇電路選擇，令脈沖發(fā)生電路生成三種不同頻率的脈沖信號，通過不同頻率的脈沖信號調(diào)節(jié)電源電路TD的輸出，達(dá)到快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度，較小的輸出電壓紋波以及較寬的負(fù)載穩(wěn)定范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諧振開關(guān)變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種雙輸出LLC諧振變換器低輸出電壓紋波控制方法及裝置。

背景技術(shù)

開關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS)，又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時間來達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關(guān)電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時，開關(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代開關(guān)電源正在朝著高頻化、數(shù)字化、集成化的方向發(fā)展。LLC諧振變換器憑借其拓?fù)浜唵巍⒏哳l軟開關(guān)、效率高的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于通信電源、服務(wù)器電源、數(shù)據(jù)中心電源、充電樁、航空電源等一系列需要電能轉(zhuǎn)換的領(lǐng)域。另外，便攜式產(chǎn)品需要的電壓等級越來越多。其中，液晶顯示通常需要兩個或者更多等級的供電電壓，在智能手機(jī)中各種器件和功能所需要的特殊電壓等級已超過20種。研究顯示，雙輸出LLC諧振變換器可以為服務(wù)器電源，液晶顯示，智能手機(jī)，平板電腦等產(chǎn)品提供兩路獨(dú)立的供電電源，減小了電源體積，降低了開關(guān)電源的損耗，提高了變換器轉(zhuǎn)換效率，因此受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)的雙頻率控制LLC諧振變換器，其控制思想是：控制電路由采樣電路，邏輯控制電路，比較器以及脈沖選擇電路構(gòu)成，采樣電路在每個周期結(jié)束之后，對輸出電壓進(jìn)行采樣，邏輯控制電路輸入高頻率脈沖P_H和低頻率脈沖P_L的脈沖頻率，采樣輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較，比較結(jié)果用來控制脈沖選擇電路，輸出高頻率脈沖或者低頻率脈沖，脈沖信號控制開關(guān)管的導(dǎo)通或者關(guān)斷。該方法用于雙輸出LLC諧振變換器，輸出始終存在低頻振蕩現(xiàn)象，造成輸出紋波增大，影響輸出的穩(wěn)定特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙輸出LLC諧振變換器低輸出電壓紋波控制方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，目的在于提供一種方法達(dá)到快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度，較小的輸出電壓紋波以及較寬的負(fù)載穩(wěn)定范圍。本發(fā)明同時適用于LLC諧振變換器的多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題提供以下技術(shù)方案：