专利名称：具有电压箝位器件的谐振电路及其动态控制方法
技术领域：
本发明涉及功率变换电路，特别是涉及一种具有电压箝位器件的谐振 电路及其动态控制方法。
背景技术：
谐振电路是一种高效率的功率变换电路，通过谐振来达到高效率的功 率变换的目的。这里所说的谐振电路，包括并联谐振电路、串联谐振电路、
LLC谐振电路等所有通过开关频率来控制输出电压的电路，艮P:
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其中，Vout是输出电压，fs是开关频率，Cl、 C2…是参与谐振过程 的电容，Ll、 L2…是参与谐振过程的电感。这个关系式中默认的条件是， 输入电压Vin保持不变。
图1是一个典型的谐振电路。其中L2可以是单独的电感，也可以是 Tl的寄生电感；Lr可以是单独的电感，也可以是T1的寄生电感。
其典型工作过程是通过Cr和Lr的谐振过程，来输出传递能量；其 中L2也可以参与谐振过程。
在现有的拓扑中，如果输出的负载从有比较大的变化，或者输出的电 压从一定输出电压跳变到另一输出电压，或者输出短路瞬间，由于固有的 谐振过程，在Cr上会产生较高的谐振电压，同时Lr上会有较大的谐振电 流。
这个谐振过程会产生较高的电压应力和电流应力，有可能会对电路的 可靠性产生危害。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有电压箝位 器件的谐振电路及其动态控制方法，对谐振时的过压进行箝位来降低谐振 的峰值，提高电路工作可靠性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种具有电压箝位器件的谐振电路，包括谐振电容和谐振电感，以及并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位器件。
优选地，所述电压箝位器件选自TVS (Transient Voltage Suppressor, 瞬态电压抑制器)管、稳压二极管和压敏电阻。
优选地，还包括串联连接在所述电压箝位器件上的电流限制器件。
优选地，所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、 全桥谐振电路或三电平谐振电路。
一种谐振电路的动态控制方法，所述谐振电路包括谐振电容和谐振电 感，所述方法包括通过并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电 压箝位器件对谐振过程中的过压进行箝位。
优选地，所述电压箝位器件选自TVS管、稳压二极管和压敏电阻。
优选地，所述方法还包括通过串联连接在所述电压箝位器件上的电 流限制器件对谐振过程中的电流进行限制。
优选地，所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、 全桥谐振电路或三电平谐振电路。
本发明有益的技术效果是
根据本发明，通过在谐振电路的谐振电容或谐振电感上并联连接一个 电压箝位器件，对谐振过程中的过压进行箝位，藉此能够降低谐振的峰值， 避免出现较高的谐振电压而导致较高的电压应力和电流应力，从而有效地 保护了电路，提高了电路工作的可靠性。
图1为一个典型的谐振电路原理图2为本发明一种实施例的不对称半桥谐振电路原理图； 图3为图2中的谐振电容并联连接TVS管的原理图； 图4为图2中的谐振电容并联连接压敏电阻的原理图； 图5为本发明另一种实施例的不对称半桥谐振电路原理图，其中谐振 电感并联连接TVS管；
图6为本发明一种实施例的对称半桥谐振电路原理图； 图7为本发明一种实施例的全桥谐振电路原理图； 图8为本发明一种实施例的三电平谐振电路原理图； 本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施例方式
请参考图2， 一种实施例的不对称半桥谐振电路包括谐振电容O和谐 振电感Lr，以及并联连接在谐振电容Cr上的电压箝位器件CP。工作时， 电压箝位器件CP对谐振过程中谐振电容Cr上的过压进行箝位，降低谐振 峰值，避免出现较高的谐振电压而导致较高的电压应力和电流应力，从而 提高电路工作的可靠性。
请参考图3，该实施例中，图2所示的电压箝位器件CP可以是单向或 双向的TVS管Ds。
请参考图4，该实施例中，图2所示的电压箝位器件CP可以是单向或 双向的压敏电阻R1。
请参考图5，该实施例与图2所示的不对称半桥谐振电路不同在于， 电压箝位器件并联连接在谐振电感Lr上而不是谐振电容上。该电压箝位器 件优选采用TVS管Ds。
在另一些的实施例中，除了设置有电压限制器件外，还在电压限制器 件上串联连接电阻、电感等电流限制器件，以对谐振过程中的电流进行限 制。
在另一些的实施例中，电压箝位器件还可以是单向或双向的稳压二极管。
本发明的谐振电路不仅包括前述的不对称半桥谐振电路、还包括(但 不限于)对称半桥谐振电路、全桥谐振电路和三电平谐振电路。
图6展示了一种实施例的对称半桥谐振电路，其包括两个谐振电容 Crl、 Cr2，在谐振电容Crl、 Cr2上分别并联连接有TVS管Ds3、 Ds4。
图7展示了一种实施例的全桥谐振电路，其包括谐振电容Cr，在谐振 电容Cr上并联连接有TVS管Ds。
图8展示了一种实施例的三电平谐振电路，其包括谐振电容Cr，在谐 振电容Cr上并联连接有TVS管Ds。
在另一方面，本发明还提出一种谐振电路的动态控制方法，该方法包 括:通过并联连接在该谐振电路中的谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位 器件对谐振过程中的过压进行箝位。
优选地，所述电压箝位器件选自TVS管、稳压二极管和压敏电阻。
优选地，所述方法还包括通过串联连接在所述电压箝位器件上的电 流限制器件对谐振过程中的电流进行限制。
本发明控制方法的多种实施例可参考前述谐振电路实施例的内容来
5具体实施，例如，该方法既可以应用于对称或不对称半桥电路，也可以在
全桥电路、各种三电平的变形电路上实现，此处不再赘述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说
明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种具有电压箝位器件的谐振电路，包括谐振电容和谐振电感，其特征在于，还包括并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位器件。
2. 如权利要求1所述的谐振电路，其特征在于，所述电压箝位器件选自TVS管、稳压二极管和压敏电阻。
3. 如权利要求l所述的谐振电路，其特征在于，还包括串联连接在所述电压箝位器件上的电流限制器件。
4. 如权利要求1至3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振电路或三电平谐振电路。
5. —种谐振电路的动态控制方法，所述谐振电路包括谐振电容和谐振电感，其特征在于，所述方法包括通过并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位器件对谐振过程中的过压进行箝位。
6. 如权利要求5所述的谐振电路的动态控制方法，其特征在于，所述电压箝位器件选自TVS管、稳压二极管和压敏电阻。
7. 如权利要求5所述的谐振电路的动态控制方法，其特征在于，所述方法还包括通过串联连接在所述电压箝位器件上的电流限制器件对谐振过程中的电流进行限制。
8. 如权利要求5至7任一项所述的谐振电路的动态控制方法，其特征在于，所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振电路或三电平谐振电路。
全文摘要
本发明公开了一种具有电压箝位器件的谐振电路，包括谐振电容和谐振电感，还包括并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位器件。一种谐振电路的动态控制方法，所述谐振电路包括谐振电容和谐振电感，所述方法包括通过并联连接在所述谐振电容和/或谐振电感上的电压箝位器件对谐振过程中的过压进行箝位。本发明能降低谐振的峰值，避免出现较高的谐振电压而导致较高的电压应力和电流应力，提高电路工作的可靠性。
文档编号H03H11/02GK101674064SQ200910110710
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者余时强, 强 张, 朱春晖, 纪圣儒, 彪 雷 申请人:艾默生网络能源有限公司