一种双向LLC谐振变换器低电流应力软启动控制方法与流程

本发明涉及双向全桥llc谐振变换器宽输入宽输出的技术领域，尤其是指一种双向llc谐振变换器低电流应力软启动控制方法。

背景技术：

双向全桥llc谐振变换器具有效率高的优势而广泛应用于双向dc/dc变换器中，但由于在对双向llc谐振变换器进行分析时，均假设了输出滤波电容足够大以致在二极管导通时能将变压器二次电压钳位，但在实际变换器启动时需要对这个大容量的输出滤波电容进行充电(假设启动时电容已经放电完全)，从而产生很大的冲击电流，容易造成功率器件的击穿，并增大系统的工作损耗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种双向llc谐振变换器低电流应力软启动控制方法，削弱了传统双向llc谐振变换器软启动时的震荡问题，电流应力小，使电路启动时更加稳定可靠，具有较高的工程使用价值，此控制方法可靠、电路简单、易于实现。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种双向llc谐振变换器低电流应力软启动控制方法，所述双向llc谐振变换器为主功率电路，并配套有由霍尔传感器、控制器、信号调理电路依次相连而成的外围控制电路；其中，所述方法是通过控制双向llc谐振变换器原边的4个mosfet，使同一桥臂上下两个开关管信号互补，左桥臂上管比右桥臂上管超前50％周期，再根据霍尔传感器得到的输出电压上升时间tr，调节左右桥臂上管pwm信号的展开速度，使其驱动信号的占空比逐渐增大至50％，忽略死区，从而使输出电压从0上升到给定电压，达到软启动。

根据霍尔传感器得到的输出电压上升时间tr来调节左右桥臂上管pwm信号的展开速度的过程是：在(k-1)t～kt时，t为双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的时间周期，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比设置成ku，u为50％/n，通过调节左右桥臂上管pwm信号展开速度，削弱双向llc谐振变换器输出滤波电容的充电电流冲击，完成电路的低电流应力软启动；

其中，k为正整数，使k依次取1、2、3、……、n，直到双向llc谐振变换器整流侧的输出端电压上升至指定电压，从而完成双向llc谐振变换器的无震荡软启动；

k的最大取值n为满足以下关系式的设定值：

n＝1.5tr/t

当k等于最大取值n时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比为50％，忽略死区。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明方法是通过调节左右桥臂上管pwm信号展开速度，从而达到电路软启动，因而无需另增硬件器件，控制简单电路结构简单。

2、在软启动时，原边mosfet的vds电压无震荡，输出滤波电容充电电流冲击小，电路软启动过程更加稳定可靠。

3、软启动损耗小。

附图说明

图1为实施方式的双向llc谐振变换器电路图。

图2为软启动时原边mosfet的4个pwm驱动信号示意图。

图3为双向llc谐振变换器无震荡软启动的控制流程图。

图4为直接启动及软启动输出电容充电电流对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，为双向llc谐振变换器电路图，图中所示主功率电路为双向llc谐振变换器，外围控制电路包括依次相连的霍尔传感器、控制器、信号调理电路。本实施例所提供的双向llc谐振变换器低电流应力软启动控制方法是通过控制双向llc谐振变换器原边的4个mosfet，使同一桥臂上下两个开关管信号互补，左桥臂上管比右桥臂上管超前50％周期，再根据霍尔传感器得到的输出电压上升时间tr，调节左右桥臂上管pwm信号的展开速度，使其驱动信号的占空比逐渐增大至50％(忽略死区)，从而使输出电压从0上升到给定电压，达到软启动，图2为软启动时原边mosfet的4个pwm驱动信号示意图。

上述的双向llc谐振变换器低电流应力软启动控制方法，图3为其控制流程图，具体工作如下：

①在0～t时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比设置成u，变换器正常工作；

②在t～2t时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比设置成2u，变换器正常工作；

③在2t～3t时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比设置成3u，变换器正常工作；

以此类推下去，在(k-1)t～kt时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比设置成ku，其中，t为双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的时间周期，u为50％/n，k为正整数，使k依次取1、2、3、……、n，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比随工作时间的增加而逐渐增大，直至双向llc谐振变换器的整流侧的输出端电压上升至指定电压，从而完成双向llc谐振变换器的无震荡软启动。

k的最大取值n为满足以下关系式的设定值：

n＝1.5tr/t

当k等于最大取值n时，双向llc谐振变换器原边上管驱动信号的占空比为50％，忽略死区。

图4为直接启动及软启动输出电容充电电流对比图，从图中可以看出，相比直接启动，本发明方法的软启动削弱了双向llc谐振变换器的滤波电容充电的电流冲击。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种双向LLC谐振变换器低电流应力软启动控制方法，该方法是通过控制双向LLC谐振变换器原边的4个MOSFET，使同一桥臂上下两个开关管信号互补，左桥臂上管比右桥臂上管超前50％周期，再根据霍尔传感器得到的输出电压上升时间tr，调节左右桥臂上管PWM信号的展开速度，使其驱动信号的占空比逐渐增大至50％，忽略死区，从而使输出电压从0上升到给定电压，达到软启动。本发明方法无需增加额外硬件器件，控制简单，启动时输出滤波电容的充电电流小，使软启动过程更加稳定可靠。

技术研发人员：杜贵平;赖娜;刘源俊;雷雁雄;梁光耀
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2018.07.04
技术公布日：2018.12.14