一种llc谐振变换器及其软启动方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种LLC谐振变换器及其软启动 方法。
【背景技术】
[0002] 谐振变换器相对硬开关脉冲宽度调制变换器，具有开关频率高、关断损耗小、效率 高、重量轻、体积小、电磁干扰噪声小、开关应力小等优点。而LLC谐振变换器具有原边开 关管易实现全负载范围内的ZVS (Zero Voltage Switch，零电压开关），副边二极管易实现 ZCS (Zero Current Switch，零电流开关），谐振电感和变压器易实现磁性元件的集成，以及 输入电压范围宽等优点，因而得到了广泛的关注。
[0003] -般情况下，在LLC谐振变换器结构中，副边整流电路侧往往并联较大的滤波电 容。在系统初始状态下，所述滤波电容上电压为0V，如果原边开关管直接以正常占空比启 动，会有较大的冲击电流，可能损坏开关管或变压器，所以需要加入软启动策略。现有常规 的软启动方法有小占空比缓增软启动方法，或者以较高的初始开关频率来降低LLC增益启 动的软启动方法，或者两者都具备。
[0004] 但是现有技术中的上述方法仅仅实现了滤波电容电压的软启动，却未能较好的降 低变压器的原副边电流的冲击。尤其在降压型LLC变换器中副边电流比原边更大，对副边 整流二极管的冲击较大。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本申请提供了一种LLC谐振变换器及其软启动方法，用以解决现有技 术软启动过程中电流冲击较大的问题。
[0006] 为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：
[0007] -种LLC谐振变换器的软启动方法，应用于LLC谐振变换器，所述LLC谐振变换 器包括：方波发生器、输入端与所述方波发生器的输出端相连的谐振单元、输入端与所述谐 振单元的输出端相连的整流单元及与所述方波发生器和所述整流单元相连的控制器；所述 LLC谐振变换器的软启动方法包括：
[0008] 所述控制器控制所述方波发生器的占空比由基础值逐渐增大；
[0009] 所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流是否大于预设限制值；
[0010] 当所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流大于所述预设限制值时，重复执行 上述两个步骤；
[0011] 所述控制器判断所述整流单元内滤波电容的电压是否小于预设电压值，直至所述 控制器判断所述整流单元内滤波电容的电压等于所述预设电压值。
[0012] 优选的，所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流大于预设限制值的步骤包 括：
[0013] 所述控制器判断所述整流单元内滤波电容的电压上升的值是否大于预设差值。
[0014] 优选的，所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流大于预设限制值的步骤包 括：
[0015] 所述控制器判断所述LLC谐振变换器的原边电流大于第一预设电流值，或者所述 LLC谐振变换器的副边电流大于第二预设电流值。
[0016] 优选的，所述基础值为零。
[0017] 优选的，所述控制器控制所述方波发生器的占空比由基础值逐渐增大的步骤包 括：
[0018] 所述控制器通过设置所述方波发生器的占空比参数f = 2fo、Φ = π /2及t = 0， 设置所述基础值为零；其中，f为开关管工作频率，f〇为开关管理想工作频率点，Φ为移相 角，t为时间；
[0019] 所述控制器控制所述移相角Φ按照Φ = π /2-kt随时间增大而逐渐减小；其中， k为相角系数。
[0020] -种LLC谐振变换器，包括：
[0021] 方波发生器；
[0022] 输入端与所述方波发生器的输出端相连的谐振单元；
[0023] 输入端与所述谐振单元的输出端相连的整流单元；
[0024] 与所述方波发生器和所述整流单元相连的控制器；
[0025] 其中，所述控制器用于执行：
[0026] 控制所述方波发生器的占空比由基础值逐渐增大；
[0027] 判断所述LLC谐振变换器的电流是否大于预设限制值；
[0028] 当判断所述LLC谐振变换器的电流大于所述预设限制值时，重复执行上述两个步 骤；
[0029] 判断所述整流单元内滤波电容的电压是否小于预设电压值，直至判断所述整流单 元内滤波电容的电压等于所述预设电压值。
[0030] 优选的，所述控制器用于判断所述LLC谐振变换器的电流大于预设限制值时，具 体用于：
[0031] 判断所述整流单元内滤波电容的电压上升的值是否大于预设差值。
[0032] 优选的所述控制器用于判断所述LLC谐振变换器的电流大于预设限制值时，具体 用于：
[0033] 判断所述LLC谐振变换器的原边电流大于第一预设电流值，或者所述LLC谐振变 换器的副边电流大于第二预设电流值。
[0034] 优选的，所述基础值为零。
[0035] 优选的，所述控制器用于控制所述方波发生器的占空比由基础值逐渐增大时，具 体用于：
[0036] 通过设置所述方波发生器的占空比参数f = 2fo、Φ = π /2及t = 0,设置所述 基础值为零；其中，f为开关管工作频率，f〇为开关管理想工作频率点，φ为移相角，t为时 间；
[0037] 控制所述移相角Φ按照Φ = π /2-kt随时间增大而逐渐减小；其中，k为相角系 数。
[0038] 由以上可知，本申请提供的LLC谐振变换器的软启动方法，通过控制器控制方波 发生器的占空比由基础值逐渐增大，直至所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流大于 所述预设限制值；当所述控制器判断所述LLC谐振变换器的电流大于所述预设限制值时， 说明了此时所述LLC谐振变换器的电流需要被限制，否则将会对所述LLC谐振变换器的器 件造成较大的冲击，此时由所述控制器控制所述方波发生器的占空比重新由所述基础值进 行逐渐增大；经过上述过程的多次循环后，直至所述控制器判断所述整流单元内滤波电容 的电压等于预设电压值，则实现了所述滤波电容的电压软启动；同时，通过上述对所述LLC 谐振变换器的电流的限制，可以减小原副边的冲击电流；由此也实现了电流的软启动，解决 了现有技术软启动过程中电流冲击较大的问题，提高了机器的可靠性。
【附图说明】
[0039] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0040] 图1为本申请提供的LLC谐振变换器的结构示意图；
[0041] 图2为本申请提供的LLC谐振变换器的软启动方法流程图；
[0042] 图3为本申请提供的另一 LLC谐振变换器的软启动方法流程图；
[0043] 图4为本申请提供的移相全桥驱动时序不意图；
[0044] 图5为本申请提供的LLC谐振增益曲线示意图。
【具体实施方式】
[0045] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。
[0046] 本申请提供了一种LLC谐振变换器的软启动方法，用以解决现有技术软启动过程 中电流冲击较大的问题。
[0047] 具体的，所述LLC谐振变换器的软启动方法，应用于如图1所示的LLC谐振变换 器，所述LLC谐振变换器包括：方波发生器、输入端与所述方波发生器的输出端相连的谐振 单元、输入端与所述谐振单元的输出端相连的整流单元及与所述方波发生器和所述整流单 元相连的控制器；所述LLC谐振变换器的软启动方法，如图2所示，包括：
[0048] S101、所述控制器控制所述方波发生器的占空比由