谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器技术

本发明专利技术提供了一种谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器；该方法包括：响应于谐振型双向变换器的负载降低，增加谐振型双向变换器的工作频率；当工作频率到达指定频率，且负载继续降低，在指定频率对应的控制周期中，减少至少部分开关管的开通时长，且控制同时开通的开关管的开通时长不同，以减少第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压在控制周期中的输出时长

【技术实现步骤摘要】
谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器


[0001]本专利技术涉及电路
，尤其是涉及一种谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器
。

技术介绍

[0002]CLLC
拓扑电路是一种谐振型双向变换器，可以通过变频控制实现宽电压范围应用和能量的双向流动，且在全负载范围内都可以实现软开关
。
谐振型双向变换器的宽增益可以实现宽电压范围应用，谐振型双向变换器的高频化可以实现高功率密度，在新能源汽车充电领域或其他相关领域得到广泛应用
。
[0003]然而，谐振型双向变换器通常采用变频控制方式，通过调节工作频率满足传输增益的需求
。
当负载降低，尤其工作在轻载工况时，谐振型双向变换器需要提高工作频率，才能实现在轻载下电压恒定输出，因此基于变频控制方式的谐振型双向变换器需要更宽的工作频率范围，这也导致磁芯元件的损耗和体积增加，降低了效率和功率密度
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器，以降低工作频率范围，降低磁芯元件的损耗的体积，提高效率和功率密度
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种谐振型双向变换器的运行控制方法，谐振型双向变换器的第一驱动电路对应的全桥电路中包括开关管；第一驱动电路为原边驱动电路或副边驱动电路；方法包括：响应于谐振型双向变换器的负载降低，增加谐振型双向变换器的工作频率；当工作频率到达指定频率，且负载继续降低，在指定频率对应的控制周期中，减少至少部分开关管的开通时长，且控制同时开通的开关管的开通时长不同，以减少第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压在控制周期中的输出时长
。
[0006]上述第一驱动电路对应的全桥电路包括超前桥臂和滞后桥臂；超前桥臂中包括第一开关管和第二开关管；滞后桥臂中包括第三开关管和第四开关管；上述在指定频率对应的控制周期中，减少至少部分开关管的开通时长的步骤，包括：在指定频率对应的控制周期中，减少第一开关管和第二开关管的开通时长
。
[0007]上述在指定频率对应的控制周期中，减少第一开关管和第四开关管的开通时长的步骤，包括：在指定频率对应的控制周期中，控制第一开关管和第四开关管开通；当到达第一开通时长后，关断第一开关管；当到达控制周期的指定时间点，关断第四开关管，控制第二开关管和第三开关管开通，当到达第一开通时长后，关断第二开关管；当到达控制周期的时长后，关断第三开关管；其中，第一开通时长小于指定时间点对应的时长
。
[0008]上述方法还包括：当第一开关管和第四开关管均开通时，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压；当第一开关管关断，第四开关管开通时，谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过第二开关管的体二极管和第四开关管续流，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；续流结束后，输出电
压保持为零
。
[0009]上述方法还包括：当第二开关管和第三开关管均开通时，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压的负值；当第二开关管关断，第三开关管开通时，谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过第一开关管的体二极管和第三开关管续流，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；续流结束后，输出电压保持为零
。
[0010]上述第一驱动电路对应的全桥电路包括超前桥臂和滞后桥臂；超前桥臂中包括第一开关管和第二开关管；滞后桥臂中包括第三开关管和第四开关管；上述在指定频率对应的控制周期中，减少至少部分开关管的开通时长的步骤，包括：在指定频率对应的控制周期中，减少第一开关管
、
第四开关管
、
第二开关管
、
第三开关管的开通时长；减少开通时长之后，第一开关管的开通时长小于第四开关管的开通时长，第二开关管的开通时长小于第三开关管的开通时长
。
[0011]上述在指定频率对应的控制周期中，减少第一开关管
、
第四开关管
、
第二开关管
、
第三开关管的开通时长的步骤，包括：在指定频率对应的控制周期中，控制第一开关管和第四开关管开通；当到达第一开通时长后，关断第一开关管；当到达第二开通时长后，关断第四开关管；其中，第二开通时长大于第一开通时长；当到达控制周期的指定时间点，控制第二开关管和第三开关管开通，当到达第一开通时长后，关断第二开关管；当到达第二开通时长后，关断第三开关管；其中，第二开通时长小于指定时间点对应的时长；关断第三开关管的时间点位于控制周期结束之前
。
[0012]上述方法还包括：当第一开关管和第四开关管均开通时，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压；当第一开关管关断，第四开关管开通时，谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过第二开关管的体二极管和第四开关管续流，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；当第一开关管关断和第四开关管均关断，谐振电感的电能通过第二开关管的体二极管和第三开关管的体二极管释放至零，续流结束，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压保持为零
。
[0013]上述方法还包括：当第二开关管和第三开关管均开通时，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压的负值；当第二开关管关断，第三开关管开通时，谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过第一开关管的体二极管和第三开关管续流，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；当第二开关管关断和第三开关管均关断，谐振电感的电能通过第一开关管的体二极管和第四开关管的体二极管释放至零，续流结束，第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压保持为零
。
[0014]上述指定时间点包括：控制周期的一半时长所在的时间点
。
[0015]当工作频率小于指定频率时，开关管的开通时长与工作频率对应的控制周期的周期时长，具有预设时长比值
。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供了一种谐振型双向变换器，谐振型双向变换器包括原边驱动电路和副边驱动电路；原边驱动电路或副本电路通过上述谐振型双向变换器的运行控制方法进行控制
。
[0017]上述谐振型双向变换器包括但不限于：对称结构双向
CLLC
拓扑电路
、
全桥
LLC
拓扑电路
、
移相全桥拓扑电路，或者双有源桥变换器
。
[0018]本专利技术实施例带来了以下有益效果：
[0019]上述谐振型双向变换器的运行控制方法和谐振型双向变换器，谐振型双向变换器的第一驱动电路对应的全桥电路中包括开关管；第一驱动电路为原边驱动电路或副边驱动电路；响应于谐振型双向变换器的负载降低，增加谐振型双向变换器的工作频率；当工作频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种谐振型双向变换器的运行控制方法，其特征在于，所述谐振型双向变换器的第一驱动电路对应的全桥电路中包括开关管；所述第一驱动电路为原边驱动电路或副边驱动电路；所述方法包括：响应于所述谐振型双向变换器的负载降低，增加所述谐振型双向变换器的工作频率；当所述工作频率到达指定频率，且所述负载继续降低，在所述指定频率对应的控制周期中，减少至少部分所述开关管的开通时长，且控制同时开通的开关管的开通时长不同，以减少所述第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压在所述控制周期中的输出时长
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一驱动电路对应的全桥电路包括超前桥臂和滞后桥臂；所述超前桥臂中包括第一开关管和第二开关管；所述滞后桥臂中包括第三开关管和第四开关管；所述在所述指定频率对应的控制周期中，减少至少部分所述开关管的开通时长的步骤，包括：在所述指定频率对应的控制周期中，减少所述第一开关管和所述第二开关管的开通时长
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述指定频率对应的控制周期中，减少所述第一开关管和所述第四开关管的开通时长的步骤，包括：在所述指定频率对应的控制周期中，控制所述第一开关管和所述第四开关管开通；当到达第一开通时长后，关断所述第一开关管；当到达所述控制周期的指定时间点，关断所述第四开关管，控制所述第二开关管和所述第三开关管开通，当到达所述第一开通时长后，关断所述第二开关管；当到达所述控制周期的时长后，关断所述第三开关管；其中，所述第一开通时长小于所述指定时间点对应的时长
。4.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述第一开关管和所述第四开关管均开通时，所述第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为所述第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压；当所述第一开关管关断，所述第四开关管开通时，所述谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过所述第二开关管的体二极管和所述第四开关管续流，所述第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；所述续流结束后，所述输出电压保持为零
。5.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述第二开关管和所述第三开关管均开通时，所述第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压为所述第一驱动电路对应的全桥电路的输入电压的负值；当所述第二开关管关断，所述第三开关管开通时，所述谐振型双向变换器中谐振电感的电流通过所述第一开关管的体二极管和所述第三开关管续流，所述第一驱动电路对应全桥电路的桥臂输出电压被钳位至零；所述续流结束后，所述输出电压保持为零
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一驱动电路对应的全桥电路包括超前桥臂和滞后桥臂；所述超前桥臂中包括第一开关管和第二开关管；所述滞后桥臂中包括第三开关管和第四开关管；所述在所述指定频率对应的控制周期中，减少至少部分所述开关管的开通时长的步骤，包括：
在所述指定频率对应的控制周期中，减少所述第一开关管
、
所述第四开关管
、
所述第二开关管
、
所述第三开关管的开通时长；减少开通时长之后，所述第一开关管的开通时长小于所述第四开关管的开通时长，所述第二开关管的开通时长小于所述第三开关管的开通时长

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江涛，任天一，王腾飞，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：