专利名称：一种谐振直流/直流变换器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及直流电源变换技术，具体是涉及一种谐振直流/直流变换器的控制方法及装置。
背景技术：
小型化和高频化是当今电源发展的趋势，但是开关频率的升高带来了开关管损耗过大的问题，这是传统BUCK变换器无法解决的，而谐振变换器则可以较好的解决这个问题。
以串联谐振变换器为例，串联谐振直流/直流(DC/DC)变换器采用谐振变换技术，由于谐振元件工作在正弦谐振状态，开关管上的电压自然过零，可以实现零电压开通，电源损耗很小。这种拓扑通常采用变频调制(Pulse frequencymodulation，简称PFM)方式，通过改变工作频率来稳定输出电压。图1为半桥SRC串联谐振DC/DC变换器的基本形式，在对该电路采用PFM控制时，两个开关管S1、S2互补对称驱动，各导通50％(此为理想值，如考虑死区的设置应为略小于50％)的开关周期。电源输出电压增益M与工作频率f的关系为M=VOVin=0.5QS|ffr-frf|---(1)]]>其中，Vo与Vin分别为输出、输入电压，f为工作频率，fr=12πLr·Cr,]]>QS=2πfrLrPoVo2,]]>fr为谐振频率，Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值，Po为输出功率。
从式(1)中可以发现，当工作频率f大于谐振频率fr时，工作频率越高，电压增益M越低；同理，当工作频率f小于谐振频率fr时，工作频率越低，电压增益M越低。串联谐振拓扑控制频率f与输出电压Vo的关系曲线如图2所示。由图2可以发现，串联谐振变换器一个主要的难点问题在于轻载和空载条件下输出电压难以稳定。当控制频率大于谐振频率fr，串联谐振拓扑的输出电压随着控制频率的升高而降低，当负载减小至轻载状态时，输出电压趋于平缓，这样为了稳定电压，工作频率需要升得很高，但是工作频率范围过宽会带来磁性器件难以优化的问题，而且工作频率越高，电路损耗也越大；此外，当负载接近空载，输出电压反而有可能会上升，导致无法进行负反馈控制。因此在电源行业中，有人在输出端加上固定的负载，利用这种方法在轻载和空载条件下稳定输出电压，但这样会增加空载损耗，降低电源效率。
总之，单纯的变频控制会导致工作频率范围过宽甚至失效，带来磁性元件难以优化和电路损耗过大的问题，以及反馈控制难以设计的问题，所以简单的调频控制无法满足轻载或空载时输出稳压的要求。
上面以半桥串联谐振电路为例说明了调频控制方式存在的缺陷，同样的，全桥串联谐振电路的现象与半桥串联谐振现象是完全相同的。从理论上讲，所有的调频控制的谐振电路都存在类似的问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种谐振直流/直流变换器的控制方法及其装置，以解决现有技术中负载工作在轻载或空载时采用调频控制存在磁性元件难以优化、难以稳压和电路损耗过大的问题。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种谐振直流/直流变换器的控制方法，是通过改变其谐振电路输入开关管的导通频率来调节输出电压，还根据负载电路的反馈信号调整所述开关管的占空比，使得谐振电路的电压输出范围扩展。
所述谐振电路输入开关管可由驱动脉冲经驱动电路进行控制，所述驱动脉冲的获得包括如下步骤，1)获取负载电路的反馈信号；2)根据所述反馈信号判断负载是否工作在轻载或空载状态；3)如果负载工作在轻载或空载状态，则将频率与占空比随反馈信号变化而共同调节的脉冲信号作为驱动电路的驱动脉冲，使谐振电路工作在PWM(Pulsewidth modulation，脉宽调制)控制与PFM控制混合模式；否则，将占空比稳定而频率随反馈信号变化的脉冲信号作为驱动电路的驱动脉冲，使谐振电路工作在PFM控制模式。
所述步骤1)可包括如下步骤1a)从负载电路中采样反馈电压；1b)将所述反馈电压进行负反馈补偿运算获得反馈信号。
上述控制方法中PFM控制与PFM+PWM控制的选择优选由下述过程实现所述步骤2)中将反馈信号分别经运算处理后得到变频控制信号和脉宽调制信号；所述脉宽调制信号的运算处理过程包括与参考信号一进行比较来判断负载是否工作在轻载或空载状态的步骤，所述参考信号一根据所述负载的电气特性确定；所述步骤3)中当负载工作在轻载或空载状态时，即产生由变频控制信号和脉宽调制信号共同调节的驱动脉冲；否则，产生占空比稳定而由变频控制信号单独调节的驱动脉冲。
上述控制方法中还可进一步增加单独采用PWM控制的选择所述步骤2)中所述变频控制信号的运算处理过程包括与参考信号二进行比较来判断负载是否工作在近似空载状态的步骤，所述参考信号二根据所述负载的电气特性确定，并且所述参考信号二满足，若负载根据参考信号二的判断工作在近似空载状态则根据参考信号一的判断必然工作在轻载或空载状态；所述步骤3)中当负载工作在近似空载状态时，即产生频率稳定而由脉宽调制信号单独调节的驱动脉冲。
为本发明的目的，还提供一种谐振DC/DC变换器，包括驱动电路和谐振电路，所述驱动电路根据输入的驱动脉冲控制谐振电路的输入开关管，谐振电路在所述驱动电路的控制下将变换后的电源提供给负载电路，以及负反馈补偿调节器，将从负载电路中采样的反馈电压进行负反馈补偿运算后获得反馈信号；甄别器，根据输入的反馈信号判断负载电路的负载状态，输出驱动脉冲调制信号；驱动脉冲发生器，根据输入的驱动脉冲调制信号调制并输出驱动脉冲如果负载工作在轻载或空载状态，输出的驱动脉冲的频率与占空比随反馈信号变化而共同调节；否则，输出的驱动脉冲的占空比稳定而频率随反馈信号的变化而变化。
上述谐振DC/DC变换器进行PFM控制与PFM+PWM控制的一种可选方案是采用两个相对独立的驱动信号发生电路模块，即，所述驱动脉冲发生器包括变频控制电路和变频控制+脉宽调制电路；若所述甄别器判断负载工作在轻载或空载状态，则向变频控制+脉宽调制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出频率和占空比随反馈信号变化而共同调节的驱动脉冲；否则，则向变频控制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出占空比稳定而频率随反馈信号的变化而变化的驱动脉冲。
上述谐振DC/DC变换器进行PFM控制与PFM+PWM控制的一种优选方案则可只采用一个驱动信号发生电路模块所述甄别器包括运算电路一和二，所述运算电路一设定有参考信号一，所述驱动脉冲调制信号包括变频控制信号和脉宽调制信号；所述反馈信号经运算电路一进行运算、与参考信号一比较后，输出为脉宽调制信号；所述反馈信号经运算电路二进行运算后输出为变频控制信号；所述参考信号一根据负载的电气特性确定，使得当负载工作在轻载或空载状态时，输出的脉宽调制信号随反馈信号的变化而变化；反之，则保持稳定；所述驱动脉冲发生器包括变频控制电路和脉宽调制电路，所述变频控制电路产生频率由变频控制信号控制的变频脉冲，所述脉宽调制电路根据脉宽调制信号将所述变频脉冲进行脉宽调制后输出驱动脉冲。
所述脉宽调制电路可以是将脉宽调制信号与变频脉冲比较合成后输出驱动脉冲。
也可以是，将所述变频脉冲输入所述脉宽调制电路的同步端，所述脉宽调制电路根据脉宽调制信号对输入的变频脉冲进行脉宽调制后输出驱动脉冲。
为实现近似空载状态下的纯PWM控制，进一步优选的是，所述运算电路二设定有参考信号二；所述反馈信号经运算电路二进行运算、与参考信号二比较后，输出为变频控制信号；所述参考信号二根据负载的电气特性确定，使得当负载工作在近似空载状态时，输出的变频控制信号保持稳定；反之，则随反馈信号的变化而变化；并且所述参考信号二满足，若负载根据参考信号二的判断工作在近似空载状态则根据参考信号一的判断必然工作在轻载或空载状态；所述变频控制电路可采用这样的结构，包括依次连接的压频振荡器和三角波发生器；所述变频控制信号输入压频振荡器控制其振荡频率，所述三角波发生器输出频率受控的变频脉冲。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于1)在谐振DC/DC变换器的控制方式中，引入PWM控制方式，实现PFM与PFM+PWM两种控制方式，在电源工作频率较低时采用PFM控制，电源工作频率过高时引入PFM+PWM控制方式。还可在频率更高时固定频率，进入PWM控制方式，从而解决了谐振变换器的难点问题，即轻载和空载时工作频率太高和电路损耗过大的问题，极大地增加了谐振电路的输出电压调节能力，有效扩展电压输出范围。
2)PFM控制与PFM+PWM控制两种方式在逻辑上是可选的并联关系，但可以采用优选的变频控制电路和脉宽调制电路串联的方式来实现，优选实现电路避免了许多逻辑选通器件和多路负反馈补偿调节器的使用，电路简单，并且两种控制方式切换平滑，其可靠性和动态特性非常好。
本发明对全桥串、并联谐振电路、半桥串、并联谐振电路和LLC等谐振电路的变形拓扑都适用，有较强的工程意义。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
图1是一种现有典型的半桥串联谐振电路示意2是图1中电路PFM控制方式下的输出特性曲线图。
图3是图1中电路采用本发明控制方法后的输出特性曲线比较示意图。
图4是一种本发明DC/DC变换器的原理框图。
图5是图4虚线框中电路的细化框图。
图6是图4中DC/DC变换器反馈信号与频率及占空比的关系示意图。
图7是驱动脉冲波形图。
图8是另一种本发明直流/直流变换器的原理框图。
具体实施方式一种谐振DC/DC变换器的控制方法，是通过改变其谐振电路输入开关管的导通频率来调节输出电压，还根据负载电路的反馈信号调整所述开关管的占空比，使得谐振电路的电压输出范围扩展。
仍以图1中的半桥串联谐振电路为例，图3中的曲线A1～A3是不同负载状况下采用单独PFM控制方式，占空比为50％的输出电压Vo与频率f的特性曲线示意图，可以看出，随着负载的减轻，Vo趋于平缓，难于通过提高工作频率的方式来稳定。图3中的曲线B1、B2、B3分别是曲线A1～A3的开关频率升高到fa时在PFM控制方式中切入PWM后综合制方式下输出电压Vo与占空比D和频率f的特性曲线示意图；对占空比D的控制从50％开始直到降低到0为止。由曲线B1、B2、B3可以看出，在引入了PFM+PWM控制后，输出电压能够在控制频率大于fa开始，至控制频率fb迅速衰减到0，与单纯的PFM控制方式相比输出特性得到了很大的改善。
对谐振电路输入开关管的控制是由驱动脉冲经驱动电路来进行的，因此从PFM到PFM+PWM的切换靠驱动脉冲的变化来实现，由于控制方式的切换与负载情况直接相关，因此驱动脉冲的获得采用如下方法1)获取负载电路的反馈信号，所述反馈信号由从负载电路中采样的反馈电压经过负反馈补偿运算获得；2)根据所述反馈信号判断负载的工作状态，此判断过程通过对反馈信号的运算和与参考信号的比较来进行将反馈信号分别经运算处理后得到变频控制信号和脉宽调制信号。脉宽调制信号的运算处理过程是将反馈信号进行比例或加减等运算后与设定的参考信号一进行比较，若低于参考信号(或高于参考信号，根据电路的逻辑特性来确定，这里假定反馈信号与负载电压成正比，反馈信号越低，负载越轻)则直接输出运算后的反馈信号作为脉宽调制信号。否则输出稳定的参考信号一作为脉宽调制信号，由于此时的脉宽调制信号不发生变化，因此对应于单纯PFM控制的情形。参考信号一需要根据所述负载的电气特性来确定，使得基于参考信号一进行的比较判断能够基本正确的反应负载是否工作在轻载状态。
变频控制信号的运算处理过程可以采用两种方式，一是直接将反馈信号进行比例或加减等运算后输出作为变频控制信号，这样，变频控制信号始终随反馈信号的变化而变化，因此谐振电路始终保持有PFM控制方式。另一是仿照上述脉宽调制信号的运算方式，在比例或加减等运算后还将结果与设定的参考信号二进行比较，若高于参考信号二(或低于参考信号，根据电路的逻辑特性来确定，这里假定反馈信号与负载电压成正比，反馈信号越低，负载越轻)则直接输出运算后的反馈信号作为变频控制信号。否则输出稳定的参考信号二作为变频控制信号，由于此时的变频控制信号不发生变化，因此对应于单纯PWM控制的情形。参考信号二同样需要根据所述负载的电气特性来确定，使得基于参考信号二进行的比较判断能够基本正确的反应负载是否工作在近似空载状态。并且，为了保证从PFM控制到PFM+PWM控制再到PWM控制的平滑切换，若负载根据参考信号二的判断工作在近似空载状态则根据参考信号一的判断必然工作在轻载状态，这也就保证了在任意情况下，脉宽调制信号与变频控制信号中至少有一个是随反馈信号的变化而变化的。
3)根据步骤2)的判断结果，如果负载工作在非轻载状态，脉宽调制信号稳定为参考信号一，而变频控制信号随反馈信号的变化而变化，因此在这两个信号的控制下输出的是占空比稳定而频率随反馈信号变化的驱动脉冲，此时谐振电路工作在PFM控制模式；如果负载工作在轻载状态，脉宽调制信号与变频控制信号均随反馈信号的变化而变化，因此在这两个信号的控制下输出的是频率与占空比均随反馈信号变化而共同调节的驱动脉冲，此时谐振电路工作在PFM+PWM控制模式；如果负载工作在近似空载状态，脉宽调制信号随反馈信号的变化而变化，而变频控制信号稳定为参考信号二，因此在这两个信号的控制下输出的是频率稳定而占空比随反馈信号变化的驱动脉冲，此时谐振电路工作在PWM控制模式；下面详细介绍一种采用上述控制方法的谐振DC/DC变换器，结合图4和图5，包括驱动电路和谐振电路，所述驱动电路根据输入的驱动脉冲控制谐振电路的输入开关管，谐振电路在所述驱动电路的控制下将变换后的电源提供给负载电路，以及负反馈补偿调节器，由PI调节器充当，将从负载电路中采样的反馈电压以及设置的给定电压进行负反馈补偿运算后获得反馈信号；甄别器，包括运算电路一和二，所述运算电路一和二分别设定有参考信号一和二；反馈信号经运算电路一进行运算、与参考信号一比较后，输出为脉宽调制信号；反馈信号经运算电路二进行运算、与参考信号二比较后输出为变频控制信号；参考信号一和二均根据负载的电气特性确定，其设定原则与前述控制方法中的描述相同，在此不再赘述。当负载工作在近似空载状态时，甄别器输出稳定的变频控制信号(即参考信号二)和随反馈信号变化而变化的脉宽调制信号；当负载工作在轻载状态时，甄别器输出均随反馈信号变化而变化的脉宽调制信号和变频控制信号；此外，甄别器输出随反馈信号变化而变化的变频控制信号和稳定的脉宽调制信号(即参考信号一)。
驱动脉冲发生器，包括变频控制电路和脉宽调制电路。变频控制电路包括依次连接的压频振荡器和三角波发生器；脉宽调制电路为PWM产生电路。变频控制信号输入压频振荡器控制其振荡频率，压频振荡器将变频控制信号的电压信号变为输出频率变化的方波信号，三角波发生器接收该频率变化的方波信号产生频率变化的三角波信号并输出到PWM产生电路的同步端；PWM产生电路根据从comp端输入的脉宽调制信号Vcomp对输入的变频三角波信号进行脉宽调制后输出驱动脉冲。当Vcomp稳定输出为参考信号一时，驱动脉冲的占空比不再变化，只有频率变化，即进入PFM控制；当Vcomp与变频控制信号均变化输出时，驱动脉冲的占空比和频率同时变化，即进入PFM+PWM控制；当变频控制信号稳定输出为参考信号二时，驱动脉冲的频率不再变化，只有占空比变化，即进入PWM控制。
一般使参考信号一为三角波峰值的一半，这样在PFM控制模式时输出的驱动脉冲具有50％的占空比。当然，根据应用需要，也可以取消单独的PWM控制方式，使驱动脉冲的输出频率始终与反馈信号相关，这就相当于将参考信号二设置为0。
能够实现变频控制电路和脉宽调制电路功能的模块通常集成在一块芯片中，根据所使用芯片内部功能架构的区别，它们之间的具体电路关系可以有更多的情况，例如脉宽调制电路也可以是将脉宽调制信号Vcomp与变频三角波信号比较合成后输出驱动脉冲。不过简化的看来，变频控制电路和脉宽调制电路总可以概括为串联的电路关系，即变频控制电路产生脉冲信号并控制其频率，而脉宽调制电路则进一步确定脉冲信号的占空比。
如图6所示，是上述谐振DC/DC变换器的负反馈补偿调节器输出的反馈信号Vf与谐振电路工作频率f及谐振电路输出V的函数关系，其中，横轴代表负反馈补偿调节器输出的反馈信号Vf，并假定负反馈补偿调节器最高输出12v。上述谐振DC/DC变换器的工作状态描述如下1.当反馈信号从a～b变化时，控制频率不变，为f＝fmax，占空比从0％变化到D0％；谐振电路输出V从0变化到V1；工作模式为PWM控制。
2.当反馈信号从b～c变化时，控制频率与占空比同时变化占空比从D0％变化到50％满脉宽(未含死区)，导致输出电压继续上升；同时，控制频率也从fmax减小到f0，该变化也导致输出电压的上升；当环路电压上升到b时，占空比达到最大值50％，输出电压上升为V2；工作方式为PFM+PWM控制。
3.当反馈信号从b～12V变化时，占空比不变，控制频率从f0继续下降到fmin，输出电压继续上升，直至f＝fmin时，输出电压达到最大值V3；工作模式为PFM控制。
从图6中可以看出，反馈信号升高，输出电压也升高，所以能够做闭环控制。图6中c对应确定运算电路一的参考信号一，b对应确定运算电路二的参考信号二；当控制系统不包括纯PWM控制模式时，b＝0。
不同控制模式下驱动脉冲的波形如图7所示，波形A是PFM控制下的稳定为50％占空比的驱动脉冲波形，波形B是PFM+PWM控制下的驱动脉冲波形，驱动脉冲的占空比宽度和频率随输出电压变化而调节，直到占空比为零。
上述谐振DC/DC变换器采用了电路上串联的变频控制电路与脉宽调制电路结构来实现逻辑上并列可选的PFM控制与PFM+PWM控制方案，实际上也可以采用另一种可选方案，如图8所示，即采用两个相对独立的驱动信号发生电路模块，分别组建变频控制电路和变频控制+脉宽调制电路；然后使甄别器根据负载判断情况选择性的控制其中之一输出满足本发明控制要求的驱动脉冲，即若所述甄别器判断负载工作在轻载或空载状态，则向变频控制+脉宽调制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出频率和占空比随反馈信号变化而共同调节的驱动脉冲；否则，则向变频控制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出占空比稳定而频率随反馈信号的变化而变化的驱动脉冲。此可选方案同样能实现本发明目的，只不过与前述优选方案相比具有更为复杂的形式。
上述控制方法中，参考信号的取值决定了控制方式切换的时机。至于切入点的选择，对于大部分谐振电路而言，是根据负载的状况来确定，一般为轻载、空载或近似空载的区域，因为在该区域中，PFM的控制能力较弱。特别的，对于某些电路，例如低压大电流电路，有时并不是只有在常规意义的“轻载”等情况下才需要使用上述控制方法(因为在这种电路中，一般意义上的“轻载”状态无法完整概括电路输出特性发生变化的区域)，这时可根据对电路输出特性的整体评价确定切入点，即参考信号的取值，使得能够在PFM控制能力减弱的区段，适时切入PWM控制方式来增强或补充PFM控制的效果。因此，在本发明中“轻载”等概念应广义的理解为PFM控制能力减弱的负载状态，而不是局限于常规的“小电流、低电压”的负载状态。
本发明控制方式适用于使用谐振原理工作的电路，包括串联谐振、并联谐振、串并联谐振等，电路拓扑可以是全桥、半桥等。在谐振电路的工作频率较低时，使变换器工作在变频控制方式；而在工作频率较高时，使变换器工作在变频控制+脉宽调制控制方式，这样就避免了空载和轻载条件下，开关频率太高的问题，有利于轻载时输出电压的稳定。本发明可由简单的电路结构实现，电路在不同控制方式的状态之间切换时，切换是平滑的，保证了电路工作的可靠性。
本发明的变频控制+脉宽调制、变频控制和甄别电路等既可以采用硬件电路来搭建也可以通过对具有相应功能模块的芯片按照本发明控制方法进行编程来用软件实现，这部分工作是本领域的普通技术人员根据上述的技术方案所容易推导出来的。
权利要求
1.一种谐振直流/直流变换器的控制方法，是通过改变其谐振电路输入开关管的导通频率来调节输出电压，其特征在于还根据负载电路的反馈信号调整所述开关管的占空比，使得谐振电路的电压输出范围扩展。
2.根据权利要求1所述的谐振直流/直流变换器的控制方法，其特征在于所述谐振电路输入开关管由驱动脉冲经驱动电路进行控制，所述驱动脉冲的获得包括如下步骤，1)获取负载电路的反馈信号；2)根据所述反馈信号判断负载是否工作在轻载或空载状态；3)如果负载工作在轻载或空载状态，则将频率与占空比随反馈信号变化而共同调节的脉冲信号作为驱动电路的驱动脉冲，使谐振电路工作在脉宽调制控制与变频控制混合模式；否则，将占空比稳定而频率随反馈信号变化的脉冲信号作为驱动电路的驱动脉冲，使谐振电路工作在变频控制模式。
3.根据权利要求2所述的谐振直流/直流变换器的控制方法，其特征在于所述步骤1)包括1a)从负载电路中采样反馈电压；1b)将所述反馈电压进行负反馈补偿运算获得反馈信号。
4.根据权利要求3所述的谐振直流/直流变换器的控制方法，其特征在于所述步骤2)中将反馈信号分别经运算处理后得到变频控制信号和脉宽调制信号；所述脉宽调制信号的运算处理过程包括与参考信号一进行比较来判断负载是否工作在轻载或空载状态的步骤，所述参考信号一根据所述负载的电气特性确定；所述步骤3)中当负载工作在轻载或空载状态时，即产生由变频控制信号和脉宽调制信号共同调节的驱动脉冲；否则，产生占空比稳定而由变频控制信号单独调节的驱动脉冲。
5.根据权利要求4所述的谐振直流/直流变换器的控制方法，其特征在于所述步骤2)中所述变频控制信号的运算处理过程包括与参考信号二进行比较来判断负载是否工作在近似空载状态的步骤，所述参考信号二根据所述负载的电气特性确定，并且所述参考信号二满足，若负载根据参考信号二的判断工作在近似空载状态则根据参考信号一的判断必然工作在轻载或空载状态；所述步骤3)中当负载工作在近似空载状态时，即产生频率稳定而由脉宽调制信号单独调节的驱动脉冲。
6.一种谐振直流/直流变换器，包括驱动电路和谐振电路，所述驱动电路根据输入的驱动脉冲控制谐振电路的输入开关管，谐振电路在所述驱动电路的控制下将变换后的电源提供给负载电路，其特征在于还包括负反馈补偿调节器，将从负载电路中采样的反馈电压进行负反馈补偿运算后获得反馈信号；甄别器，根据输入的反馈信号判断负载电路的负载状态，输出驱动脉冲调制信号；驱动脉冲发生器，根据输入的驱动脉冲调制信号调制并输出驱动脉冲如果负载工作在轻载或空载状态，输出频率与占空比随反馈信号变化而共同调节的驱动脉冲；否则，输出占空比稳定而频率随反馈信号的变化而变化的驱动脉冲。
7.根据权利要求6所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述驱动脉冲发生器包括变频控制电路和变频控制+脉宽调制电路；若所述甄别器判断负载工作在轻载或空载状态，则向变频控制+脉宽调制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出频率和占空比随反馈信号变化而共同调节的驱动脉冲；否则，则向变频控制电路输出驱动脉冲调制信号，控制其输出占空比稳定而频率随反馈信号的变化而变化的驱动脉冲。
8.根据权利要求6所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述甄别器包括运算电路一和二，所述运算电路一设定有参考信号一，所述驱动脉冲调制信号包括变频控制信号和脉宽调制信号；所述反馈信号经运算电路一进行运算、与参考信号一比较后，输出为脉宽调制信号；所述反馈信号经运算电路二进行运算后输出为变频控制信号；所述参考信号一根据负载的电气特性确定，使得当负载工作在轻载或空载状态时，输出的脉宽调制信号随反馈信号的变化而变化；反之，则保持稳定；所述驱动脉冲发生器包括变频控制电路和脉宽调制电路，所述变频控制电路产生频率由变频控制信号控制的变频脉冲，所述脉宽调制电路根据脉宽调制信号将所述变频脉冲进行脉宽调制后输出驱动脉冲。
9.根据权利要求8所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述脉宽调制电路是将脉宽调制信号与变频脉冲比较合成后输出驱动脉冲。
10.根据权利要求8所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述变频脉冲输入所述脉宽调制电路的同步端，所述脉宽调制电路根据脉宽调制信号对输入的变频脉冲进行脉宽调制后输出驱动脉冲。
11.根据权利要求8～10任意一项所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述运算电路二设定有参考信号二；所述反馈信号经运算电路二进行运算、与参考信号二比较后，输出为变频控制信号；所述参考信号二根据负载的电气特性确定，使得当负载工作在近似空载状态时，输出的变频控制信号保持稳定；反之，则随反馈信号的变化而变化；并且所述参考信号二满足，若负载根据参考信号二的判断工作在近似空载状态则根据参考信号一的判断必然工作在轻载或空载状态；
12.根据权利要求8～10任意一项所述的谐振直流/直流变换器，其特征在于所述变频控制电路包括依次连接的压频振荡器和三角波发生器；所述变频控制信号输入压频振荡器控制其振荡频率，所述三角波发生器输出频率受控的变频脉冲。
全文摘要
本发明公开了一种谐振直流/直流变换器的控制方法，是通过改变其谐振电路输入开关管的导通频率来调节输出电压，还根据负载电路的反馈信号调整所述开关管的占空比，使得谐振电路的电压输出范围扩展。本发明并提供采用上述控制方法的谐振直流/直流变换器结构。本发明的优点在于采用调频与调频+脉宽调制两种方式来控制谐振直流/直流变换器，在电源工作频率较低时采用调频控制，电源工作频率过高时引入调频+脉宽调制控制方式，解决了谐振变换器的难点问题，即轻载和空载时工作频率太高和电路损耗过大的问题，极大地增加了谐振电路的输出电压调节能力，有效扩展电压输出范围。
文档编号G05F1/46GK1992493SQ20051000336
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者刘志宇, 朱春辉, 赵海舟 申请人:艾默生网络能源系统有限公司