一种llc谐振变换器及其软启动方法_2

文档序号:9379422阅读:来源:国知局
基础值逐渐增大;
[0049] 所述方波发生器的占空比由所述基础值逐渐增大,能够使得所述整流单元内滤波 电容的电压逐渐上升,所述LLC谐振变换器的原边电流和副边电流都逐渐增大。
[0050] S102、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;
[0051] 所述LLC谐振变换器的电流包括:所述LLC谐振变换器的原边电流和副边电流; 所述整流单元内滤波电容的电压逐渐上升,也说明此时所述LLC谐振变换器的副边电流 在逐渐增大。所述LLC谐振变换器的电流逐渐增大,大到需要被限制时,则需要执行步骤 S103.
[0052] S103、当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时,重复执 行步骤SlOl和步骤S102 ;
[0053] 当所述LLC谐振变换器的电流需要被限制时,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开始逐渐进行增大,能够使所述LLC谐振变换器的电流减小到执 行步骤SlOl的开始阶段,从而对所述LLC谐振变换器的电流进行了有效的限制,避免了对 器件的冲击。当所述LLC谐振变换器的电流不需要被限制时,所述控制器控制所述方波发 生器的占空比继续增大,直至所述LLC谐振变换器的电流需要被限制。
[0054] S104、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。
[0055] 在具体的实际应用中,步骤S103和步骤S104的执行顺序并无限制,可以自行设定 两者的检测判断时间或者条件,此处不做具体限定,均在本申请的保护范围内。
[0056] 步骤SlOl、步骤S102和步骤S103能够对所述LLC谐振变换器的电流进行有效的 限制,避免了对器件的冲击,但是单次执行并不能使得所述整流单元内滤波电容的电压达 到所述预设电压值,也即未能实现对于所述滤波电容的电压软启动。通过步骤S103返回 SlOl的多次重复执行之后,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所述 预设电压值,才能实现了所述滤波电容的电压软启动。
[0057] 本实施例提供的所述LLC谐振变换器的软启动方法,不仅实现了所述滤波电容的 电压软启动;并通过上述对所述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。
[0058] 优选的,步骤S102为:
[0059] 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大于预设差值。
[0060] 或者,步骤S102为:
[0061] 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。
[0062] 所述整流单元内滤波电容的电压上升了预设差值,间接的说明了此时所述LLC谐 振变换器的电流需要被限制;所述LLC谐振变换器的原边电流为第一预设电流值,或者所 述LLC谐振变换器的副边电流为第二预设电流值,则直接说明了此时所述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。
[0063] 本实施例提供的所述LLC谐振变换器的软启动方法,通过上述对所述滤波电容的 电压上升的值的限制,可以间接的控制原副边的冲击电流;通过上述对所述原边电流或者 副边电流的限制,可以直接的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。
[0064] 优选的,所述基础值为零。
[0065] 优选的,如图3所示,步骤SlOl中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:
[0066] Slll、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,fo为开关管理想工作频率点,Φ 为移相角,t为时间;
[0067] S112、所述控制器控制所述移相角Φ按照Φ = π /2-kt逐渐减小;其中,k为相 角系数。
[0068] 优选的,所述开关管工作频率f为200K,所述相角系数k为6. 6,所述预设差值为 25V,所述LLC谐振变换器的输入电压为400V,所述预设电压值为285V。
[0069] 优选的,所述开关管工作频率f为200K,所述相角系数k为6. 6,所述LLC谐振变 换器的输入电压为300V,所述第一预设电流值为10A,所述预设电压值为285V。
[0070] 优选的,所述开关管工作频率f为200K,所述相角系数k为6. 6,所述LLC谐振变 换器的输入电压为300V,所述第二预设电流值为14A,所述预设电压值为285V。
[0071] 图1所示,当所述LLC谐振变换器的输出电压V2初始电压小于V1*N2/N1时,都需 要进行软启动,直到V2上升至V1*N2/N1结束。其中,Vl为所述LLC谐振变换器的输入电 压,Nl为所述谐振单元内变压器的原边绕组匝数,Nl为所述谐振单元内变压器的副边绕组 匝数。
[0072] 所述方波发生器内的开关管Sl、S2、S3、S4按照如图4所示的移相全桥驱动时序 进行动作,其中,T为占空比周期,Φ为移相角。
[0073] 图5所示为LLC谐振增益曲线,其中上谐振频率为
'下谐振频率为
理想工作频率点为fo,此时LLC谐振器的特性与负载无关。固定所 述开关管工作频率f = 2fo。由图5可知工作频率越高,增益Q越小,所述滤波电容的电压 上升斜率越缓。
[0074] 假设所述滤波电容的电压初始值电压为0V,变比NI :N2 = 1. 4:1,软启动过程中所 述控制器通过设置所述方波发生器的占空比参数f = 2fo = 200K、Φ = π/2及t = 0,此 时对管(开关管Sl与S4,或者开关管S2与S3)的导通时间没有重合,所述LLC谐振变换器 的原边能量传输不到副边,使得所述基础值为零;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;
[0075] 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;相角 系数k = 6. 6 ;
[0076] 当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大于所述预设差值, 或者所述LLC谐振变换器的原边电流大于所述第一预设电流值,或者所述LLC谐振变换器 的副边电流大于所述第二预设电流值时,重复执行上面两个步骤;
[0077] 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。
[0078] 本实施例中的所述控制器通过控制所述移相角Φ按照Φ = π/2-kt逐渐减小, 使得所述方波发生器内对管的导通时间逐渐增大,进而控制所述方波发生器的占空比逐渐 增大,然后通过多次重复执行实现所述滤波电容电压的软启动及对于冲击电流的限制。
[0079] 本发明另一实施例还提供了一种LLC谐振变换器,如图1所示,包括:
[0080] 方波发生器101 ;
[0081] 输入端与方波发生器101的输出端相连的谐振单元102 ;
[0082] 输入端与谐振单元102的输出端相连的整流单元103 ;
[0083] 与方波发生器101和整流单元103相连的控制器;
[0084] 其中,所述控制器用于执行第一个实施例所述的软启动方法。
[0085] 优选的,所述控制器用于判断所述LLC谐振变换器的电流是否大于预设限制值, 具体用于:
[0086] 判断所述整流单元内滤波电容的电压上升的值大于预设差值。
[0087] 或者,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。
[0088] 所述整流单元内滤波电容的电压上升了预设差值,间接的说明了此时所述LLC谐 振变换
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