[發明專利]一種可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法

有效

• 申請號: 202310010329.5
• 申請日: 2023-01-04
• 公開（公告）號: CN116155108B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 李婞慧;劉斌;陳乾宏
• 申請（專利權）人: 深圳市迪威電氣有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/38
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 徐羅艷

1.一種可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法，其特征在于：

所述雙向LLC諧振式直流變換器包括依次連接的第一電源、第一濾波電容、初級橋式變換單元、第一串聯諧振單元、隔離變壓器、次級橋式變換單元、第二濾波電容及第二電源；

所述控制方法包括第一控制模式和第二控制模式；

所述第一控制模式是正向LLC變頻固定占空比控制模式，在所述第一控制模式下：初級橋式變換單元中開關管施加固定的占空比50％，包含驅動死區時間；并根據輸出電壓調節需要變化初級橋式變換單元中開關管的第一工作頻率；次級橋式變換單元中開關管施加同步整流驅動；在所述第一控制模式下，初級橋式變換單元側的所述第一電源為輸入，次級橋式變換單元側的所述第二電源為直流輸出或負載端；此時所述雙向LLC諧振式直流變換器的工作狀態是正向整流；

所述第二控制模式是反向LLC變頻占空比調節控制模式，在所述第二控制模式下：施加給次級橋式變換單元中開關管的第二工作頻率低于或等于所述第一串聯諧振單元的第一諧振頻率，有效導通占空比的導通時間設置為在所述第一串聯諧振單元的第一諧振周期的40-60％范圍內，并且含死區時間的驅動占空比不超過50％；在所述第二控制模式下，次級橋式變換單元側的所述第二電源為輸入，初級橋式變換單元側的所述第一電源為輸出或負載端；此時所述雙向LLC諧振式直流變換器的工作狀態是反向逆變降壓，實現輸入電壓的降壓控制或者控制輸出增益≤1。

2.如權利要求1所述的可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法，其特征在于，還包括：

在所述第二控制模式下，當需要輸出增益≥1時，繼續提高所述第二工作頻率至大于所述第一諧振頻率，次級橋式變換單元的驅動占空比固定為50％，其中包含驅動死區時間；同時對初級橋式變換單元中開關管施加同步驅動，該同步驅動導通時間最大為與次級橋式變換單元的驅動相同，最少或者至少是二分之一所述第一諧振周期減去二分之一開關周期，其中包含驅動的死區時間；同步驅動相對于次級橋式變換單元中對應逆變開關管驅動的開通時刻進行延遲滯后，延遲滯后時間與導通時間的總和在所述第一諧振周期的45-55％范圍內；此時所述雙向LLC諧振式直流變換器的工作狀態是反向逆變升壓，實現輸入電壓的升壓控制或者控制輸出增益≥1。

3.如權利要求1所述的可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法，其特征在于，還包括：

在所述第二控制模式下，當需要輸出增益≥1時，將所述第二工作頻率設置為在所述第一諧振頻率的95％至110％范圍內，同時對初級橋式變換單元中開關管施加同步驅動，同步驅動相對于次級橋式變換單元中對應逆變開關管的驅動開通時刻進行延遲滯后，該同步驅動導通時間最大是與次級橋式變換單元的驅動時間相同并保證留有驅動死區時間，最少是在次級橋式變換單元中對應逆變開關管的驅動關閉后留有能使輸出電壓的升壓增益達到預設要求的導通時間。

4.如權利要求1所述的可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法，其特征在于：

所述第一控制模式下，對次級橋式變換單元中開關管施加與初級橋式變換單元中對應開關管驅動一致的同步整流驅動，當初級橋式變換單元驅動時間小于所述第一諧振周期的二分之一時，該同步整流驅動時間等于或者小于所述第一諧振周期的二分之一；

所述第二控制模式下，當所述第二工作頻率小于所述第一諧振頻率時，對初級橋式變換單元中開關管施加與次級橋式變換單元中對應開關管驅動一致的同步整流驅動，同時開通時間擴大提前至前一相鄰驅動關閉后并留有死區時間。

5.如權利要求1-4任一項所述的可寬范圍穩壓的雙向LLC諧振式直流變換器控制方法，其特征在于：在所述第二控制模式下，對初級橋式變換單元中開關管施加同步驅動并延遲滯后的，當初級橋式變換單元是全橋變換器時，僅上半橋或下半橋的開關管同步驅動做延后，另外的下半橋或上半橋的開關管僅作同步驅動開通延后且關斷時間不進行延后，或者不施加同步驅動。