【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子电压变换，具体涉及应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器。
技术介绍
1、传统的dc-dc变换器在宽电压输入情况下，电源内阻会导致能耗增加，从而导致效率下降。此外，为了实现稳定的电压转换要求，电路设计相对变得更加复杂。llc谐振变换器作为dc-dc变换器的一种，能够在全负载范围内实现软开关特性，被广泛应用于高频情况。正因如此，llc谐振变换器被广泛应用于宽电压输入情况下。
2、尽管llc谐振变换器可以应用于宽电压输入情况下，但是当输入电压过宽的时候，为了实现高增益，其品质因数q值以及电压比需要很小，这种情况就导致了稍微的频率变化，其调压过宽，就会导致系统不稳定。近些年来，为了实现llc谐振变换器在宽电压输入情况下的应用，国内外的学者对其如何在保证其高效率以及高性能的前提下，拓宽其电压增益进行了深入的研究。
3、拓宽传统llc谐振变换器电压增益范围常用的方法有混合控制策略、改变谐振腔电压、模式切换、增加电路或桥臂、改变谐振腔参数等。llc拓扑混合控制策略通常采用调频控制(pfm)和脉冲宽度调制(pwm)混合控制、调频控制(pfm)和移相控制混合控制等方法。改变谐振腔电压：在保持开关频率不变的情况下，通过脉冲宽度调制(pwm)改变输入电压电平，进而改变输出电压，该方法由于开关频率不变简化了电路设计，但是原边开关管zvs容易丢失。模式切换：使变换器工作在多种模式下，不同模式有着不同的输出电压范围，通过切换模式从而获得较宽的输出电压范围，但是该方法控制较为复杂。增加电路或者桥臂：在变压
4、为了进一步拓宽其电压增益范围，降低其频率调节范围，并且保留llc软开关优势，中国专利技术专利申请cn115085556a在传统llc调频控制策略的基础上加入了一种新型的不对称的pwm控制方式，且在变换器副边加入双向开关管进行倍压整流，大大拓宽了变换器的电压增益，从而拓宽了变换器的输出电压范围。从结构方面来讲，其双向开关管由第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8和一个开关管q5构成，通过控制副边开关管q5的通断来实现了两倍电压增益，相对于传统的倍压整流方式，其增设的双向开关管由四个二极管和一个场效应管构成，会导致其损耗较大。从控制方面来讲，其采用的是混合控制策略，通过降低占空比来实现低压输出，然而，通过仿真实验可以看出在占空比的变化范围较宽的时候会使变换器丧失软开关特性，所以在混合控制中长时间使用会对变换器稳定性造成影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种在拓宽其电压增益范围的同时不会加大损耗，且在工作模态切换时稳定性较好的应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，包括逆变模块、谐振腔、变压器和副边整流模块；
4、所述逆变模块为具有第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的全桥逆变电路，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均具有两个开关管，通过调频控制，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的开关信号占空比均为50%；
5、所述谐振腔包括相互并联且相互对称设置的第一谐振腔和第二谐振腔，此第一谐振腔和第二谐振腔均由相互串接的谐振电容、励磁电感和谐振电感组成，此第一谐振腔的一端连接所述逆变模块的第一桥臂的中点，另一端连接所述逆变模块的第三桥臂的中点，此第二谐振腔的一端连接所述逆变模块的第二桥臂的中点，另一端连接所述逆变模块的第三桥臂的中点；
6、所述变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器的原边线圈与所述第一谐振腔的励磁电感相并联，所述第二变压器的原边线圈与所述第二谐振腔的励磁电感相并联；
7、所述第一谐振腔和所述第二谐振腔的各元件参数均相同，所述第一变压器和所述第二变压器的参数相同；
8、所述副边整流模块为具有第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的全桥整流电路，所述第一变压器的副边线圈的两端分别与所述副边整流模块的第一桥臂的中点、所述副边整流模块的第二桥臂的中点相连接，所述第二变压器的副边线圈的两端分别与所述副边整流模块的第二桥臂的中点、所述副边整流模块的第三桥臂的中点相连接；
9、所述llc谐振变换器工作模态的切换方法如下：
10、所述llc谐振变换器工作时，检测所述llc谐振变换器的输入电压；
11、当所述llc谐振变换器的输入电压低于第一设定电压值时，检测所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态，若所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态是hgm工作模态，则所述llc谐振变换器按照现有工作模态继续工作，若所述llc谐振变换器上一个周期不是hgm工作模态，则使用不对称pwm控制的方式，在十个周期内通过控制移相角变大，使所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近hgm工作模态切换的阈值，通过这十个周期的缓冲调整，避开模态切换过程中的因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变，在所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近hgm工作模态切换的阈值的时候进行模态切换，使得所述llc谐振变换器平稳进入hgm工作模态，此时所述llc谐振变换器等效于两个全桥llc谐振变换器并联；
12、当所述llc谐振变换器的输入电压大于或等于第一设定电压值但小于或等于第二设定电压值时，检测所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态，若所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态是tgm工作模态，则所述llc谐振变换器按照现有工作模态继续工作，若所述llc谐振变换器上一个周期不是tgm工作模态，则使用不对称pwm控制的方式，在十个周期内通过控制移相角变大，使所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近tgm工作模态切换的阈值，通过这十个周期的缓冲调整，避开模态切换过程中的因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变，在所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近tgm工作模态切换的阈值的时候进行模态切换，使得所述llc谐振变换器平稳进入tgm工作模态，此时所述llc谐振变换器等效于两个半桥llc谐振变换器并联；
13、当所述llc谐振变换器的输入电压大于第二设定电压值时，检测所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态，若所述llc谐振变换器上一个周期的工作模态是lgm工作模态，则所述llc谐振变换器按照现有工作模态继续工作，若所述llc谐振变换器上一个周期不是lgm工作模态，则使用不对称pwm控制的方式，在十个周期内通过控制移相角变大，使所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近lgm工作模态切换的阈值，通过十个周期的缓冲调整，避开模态切换过程中因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变，在所述llc谐振变换器需要的工作频率下降到接近lgm工作模态切换的阈值的时候进行模态切换，使得所述llc谐振变换器平稳进入lgm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，包括逆变模块、谐振腔、变压器和副边整流模块；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：所述第一设定电压值为160V，所述第二设定电压值为320V。
3.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：所述LLC谐振变换器当HGM工作模态向TGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当TGM工作模态向HGM工作模态切换时的工作频率阈值为70khz。
4.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：所述LLC谐振变换器当TGM工作模态向LGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当LGM工作模态向TGM工作模态切换的工作频率阈值为70khz。
5.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：所述LLC谐振变换器当HGM工作模态向LGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当LGM工作模态向HGM工作模态切换的工作频率阈值
6.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：当所述LLC谐振变换器处于HGM工作模态下时，所述第一桥臂的上臂开关管、所述第二桥臂的上臂开关管和所述第三桥臂的下臂开关管与所述第一桥臂的下臂开关管、所述第二桥臂的下臂开关管和所述第三桥臂的上臂开关管交替互补导通。
7.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：当所述LLC谐振变换器处于TGM工作模态下时，所述第三桥臂的上臂开关管关断，所述第三桥臂的下臂开关管导通，所述第一桥臂的上臂开关管和所述第二桥臂的上臂开关管与所述第一桥臂的下臂开关管和所述第二桥臂的下臂开关管交替互补导通。
8.根据权利要求1所述的应用于车载DC-DC变换器的LLC谐振变换器，其特征在于：当所述LLC谐振变换器处于LGM工作模态下时，所述第二桥臂的上臂开关管和所述第三桥臂的上臂开关管保持关断，所述第二桥臂的下臂开关管和所述第三桥臂的下臂开关管保持导通，所述第一桥臂的上臂开关管和所述第一桥臂的下臂开关管交替互补导通。
...【技术特征摘要】
1.应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，包括逆变模块、谐振腔、变压器和副边整流模块；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，其特征在于：所述第一设定电压值为160v，所述第二设定电压值为320v。
3.根据权利要求1所述的应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，其特征在于：所述llc谐振变换器当hgm工作模态向tgm工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当tgm工作模态向hgm工作模态切换时的工作频率阈值为70khz。
4.根据权利要求1所述的应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，其特征在于：所述llc谐振变换器当tgm工作模态向lgm工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当lgm工作模态向tgm工作模态切换的工作频率阈值为70khz。
5.根据权利要求1所述的应用于车载dc-dc变换器的llc谐振变换器，其特征在于：所述llc谐振变换器当hgm工作模态向lgm工作模态切换时的工作频率阈值为130khz，当lgm工作模态向hgm工作模态切换的...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴涛，潘玉灼，郭丽平，潘姗姗，陈华，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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