[發明專利]一種基于諧振電感電壓的LLC諧振變換器同步整流方法

在審

• 申請號: 202210649126.6
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114844382A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 吳在軍;駱作顥;全相軍;曹驍勇;謝興峰;黃仁志;李明飛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M3/335
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王艷秋

1.一種基于諧振電感電壓的LLC諧振變換器同步整流方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、實時測量LLC諧振變換器諧振電感Lr電壓V_Lr和系統輸出電壓V_o；

步驟2、根據系統控制器發出PWM波控制開關管Q1\Q4和Q2\Q3的控制信號V_Q1和V_Q2邊沿時刻的V_Lr電壓值，V_Lr跳變時刻前后的電壓值判斷LLC諧振變換器工作模態；

步驟3、根據電路工作模態測量P態持續時間TSTA_P和N態持續時間TSTA_N；

步驟4、使用判斷的LLC諧振變換器工作模態和測量的P態持續時間TSTA_P和N態持續時間TSTA_N，在系統輸出電壓穩定，以及模態持續時間穩定的條件下，輸出同步整流信號V_S1和V_S2。

2.根據權利要求1所述的一種基于諧振電感電壓的LLC諧振變換器同步整流方法，其特征在于，所述LLC諧振變換器包括：輸入電壓源V_in，及其濾波電容C_in；PWM輸出全橋Q1，Q4，Q2和Q3；諧振腔部分由諧振電容Lr，諧振電感Cr，勵磁電感Lm和變壓器構成；二次側整流部分由MOS管開關S1和S2構成；輸出部分由濾波電容Co和電阻負載Ro構成。

3.根據權利要求1所述的一種基于諧振電感電壓的LLC諧振變換器同步整流方法，其特征在于，判斷所述LLC諧振變換器工作模態，測量工作頻率f_s和已知的LLC諧振變換器電路的諧振頻率f_r比較，當f_s小于或等于f_r：

測量電感Lr電壓V_Lr，在控制信號V_Q2下降邊沿時刻記為t_f，此時對應的諧振電感Lr在t_f時刻前后電壓分別為v_Lr，tf-和v_Lr，tf+，如果在t_f到來前滿足：

λ|v_Lr，tf-|＞nV_o

則系統處于P態，否則系統處于O態，其中λ＝Lm/Lr，n代表變壓器主邊與副邊的變比；

在控制信號V_Q1上升沿到來時刻，V_FB電壓從-V_in跳變到V_in，諧振電感兩側電壓V_Lr發生跳變，記錄為V_Lr第一次跳變。V_Q1和V_Q4的控制信號相同，V_Q2和V_Q3的控制信號相同；

持續判斷λ|v_Lr，tf-|＞nV_o，如果λ|V_Lr|＞nV_o則系統變化成P態，否則系統繼續處于O態；

系統進入P態后，通過測量諧振電感L_r電壓V_Lr，如果發生第二次跳變，此時刻記為tx，系統狀態會轉換到O態或者N態，計算如果從P態轉換成O態，激磁電感L_m電壓V_Lm，

如果計算的值|V_Lm，tx+|＞nV_o，則系統進入N態，否則進入O態；

如果系統轉換成O態，此時如果系統狀態發生變化，則會轉換為N態。通過測量諧振電感L_r電壓V_Lr，計算當前狀態激磁電感L_m電壓V_Lm，如果|V_Lm|＝λV_Lr＞nV_o，則系統進入N態，否則一直保持在O態到半周期結束；

如果系統轉換成N態，本狀態將保持到上半周期結束，結束時刻為控制信號V_Q1＝0，即V_Q1下降邊沿；

從V_Q1下降沿時刻，包括V_Q2＝1時間，持續到V_Q2下降沿時刻，是系統的下半周期，LLC系統下半周期波形與上半周期關于時間軸對稱，O態相同，P態和N態相反。