一种谐振变换器制造技术

本申请公开了一种谐振变换器，包括整流桥、母线电容、开关单元、谐振网络、控制单元、分流单元和补偿信号产生单元，其中：整流桥正输出端子连接母线电容的一端；开关单元输入侧并联母线电容；开关单元输出端子连接谐振网络正输入端子；谐振网络负输入端子连接整流桥负输出端子；分流单元对正向的谐振电流进行分流以及为反向的谐振电流提供通路；控制单元根据补偿信号和表征谐振变换器输出参数的采样信号产生开关管驱动控制信号；补偿信号指示控制单元升高整流桥输入电压过零点处的工作频率、降低整流桥输入电压峰谷值处的工作频率；补偿信号产生单元根据谐振变换器输出功率或整流桥输入电压的变化调节补偿信号。本申请提高了谐振变换器的PF值。

A resonant converter

The invention discloses a resonant converter, including rectifier bridge, bus capacitor, resonant network, switching unit, control unit, distribution unit and a compensation signal generating unit, including one end bridge rectifier output terminals are connected to the bus capacitor; capacitor switching unit input side parallel bus switch unit; an output terminal connected resonant network the input terminal of the resonant network; the negative input terminal connected rectifier negative output terminal; shunt unit of resonant current positive shunt and to provide access to the resonant reverse current; the control unit generates a control signal according to the switch drive signal sampling parameter compensation signal and characterization of resonant converter output; the compensation signal indicating the working frequency, the control unit. Rectifier zero voltage at the lower voltage peak valley bridge rectifier input value frequency compensation; The signal generating unit adjusts the compensating signal according to the output power of the resonant converter or the change of the input voltage of the rectifier bridge. This application improves the PF value of the resonant converter.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种谐振变换器。
技术介绍
谐振变换器相较于传统PWM变换器具有更小的开关损耗，因而得到了广泛的应用。具体的：谐振变换器是以谐振电路作为基本变换单元，利用电路发生谐振时，电流或电压周期性地过零点，使得开关器件在零电压或者零电流条件下开通或者关断，从而实现软开关，达到降低开关损耗的目的。谐振变换器的PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)技术是电力电子
研究的热门课题。谐振变换器的PF(PowerFactor，功率因数)值越低会增大电网的损耗。现有技术中，为了提高谐振变换器的PF值，往往将其设计为两级式结构，前级为PFC电路，后级为谐振变换电路，但是，两级式结构设计复杂，成本高，所以有必要设计一种采用单级式结构且PF值高的谐振变换器。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种谐振变换器，其采用单级式结构且PF值高，方案如下：一种谐振变换器，包括整流桥、母线电容、开关单元、谐振网络、控制单元、分流单元和补偿信号产生单元，其中：所述整流桥的正输出端子连接所述母线电容的一端；所述开关单元的输入侧并联所述母线电容；所述开关单元的输出端子连接所述谐振网络的正输入端子；所述谐振网络的负输入端子连接所述整流桥的负输出端子；所述分流单元连接在所述谐振网络的负输出端子与所述母线电容之间，用于对正向的谐振电流进行分流以及为反向的谐振电流提供通路；所述控制单元接收补偿信号和表征所述谐振变换器输出参数的采样信号，并根据所述补偿信号和所述采样信号产生驱动控制信号，所述驱动控制信号输出至所述开关单元中的开关管的控制端；其中，所述补偿信号为指示所述控制单元升高所述谐振变换器在所述整流桥输入电压过零点处的工作频率、降低所述谐振变换器在所述整流桥输入电压峰值和谷值处的工作频率的信号；所述补偿信号产生单元用于根据谐振变换器输出功率的减小或所述整流桥输入电压的升高来增大所述补偿信号的峰-峰值。其中，所述控制单元包括频率控制模块和比较模块，具体的：所述比较模块接收所述采样信号，用于将所述采样信号与预设的基准信号作比较产生反馈信号；所述频率控制模块接收所述反馈信号和所述补偿信号，用于根据所述反馈信号和所述补偿信号产生驱动控制信号。其中，所述频率控制模块的输出结果为所述谐振变换器的工作频率的大小和所述补偿信号的幅值正相关。其中，所述补偿信号产生单元包括反比电路和取大值电路，具体的：所述反比电路接收所述母线电容两端电压，产生与之负相关的第一电压信号；所述取大值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的负输出端子相对负母线的电压信号相同或成正比的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较大值输出。其中，所述补偿信号产生单元包括正比电路和取大值电路，具体的：所述正比电路接收所述谐振变换器的输出参数，产生与所述谐振变换器的输出参数正相关的第一电压信号；所述取大值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的负输出端子相对负母线的电压信号相同或成正比的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较大值输出。其中，所述补偿信号产生单元包括反向补偿运放电路和取大值电路，具体的：所述母线电容两端电压的采样信号输入到所述反向补偿运放电路的反向输入端，所述谐振变换器的输出参数的采样信号输入到所述反向补偿运放电路的同向输入端，所述反向补偿运放电路的输出信号为第一电压信号；所述取大值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的负输出端子相对负母线的电压信号相同或成正比的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较大值输出。其中，所述频率控制模块的输出结果为所述谐振变换器的工作频率的大小和所述补偿信号的幅值负相关。其中，所述补偿信号产生单元包括正比电路和取小值电路，具体的：所述正比电路接收所述母线电容两端电压，产生与之正相关的第一电压信号；所述取小值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的输出侧电压正相关的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较小值输出。其中，所述补偿信号产生单元包括反比电路和取小值电路，具体的：所述反比电路接收所述谐振变换器的输出参数，产生与所述谐振变换器的输出参数负相关的第一电压信号；所述取小值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的输出侧电压正相关的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较小值输出。其中，所述补偿信号产生单元包括同向补偿运放电路和取小值电路，具体的：所述母线电容两端电压的采样信号输入到所述同向补偿运放电路的同向输入端，所述谐振变换器的输出参数的采样信号输入到所述同向补偿运放电路的反向输入端，所述同向补偿运放电路的输出信号为第一电压信号；所述取小值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的输出侧电压正相关的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较小值输出。从上述的技术方案可以看出，本专利技术通过为谐振变换器引入分流单元来对正向谐振电流进行分流以及为反向谐振电流提供通路，从而使谐振变换器输入电流由方波变为存在一定畸变的正弦波，并通过引入补偿信号来减小甚至消除这一畸变，从而使得电流谐振变换器输入电流更加接近正弦波，改善了谐振变换器的PF值。而且，本专利技术实时调整所述补偿信号以适应谐振变换器输出功率或谐振变换器输入电流的变化，以使得在环境变化时谐振变换器的PF值始终满足要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种谐振变换器结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种应用于图1所示谐振变换器的分流单元结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的又一种应用于图1所示谐振变换器的分流单元结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的又一种应用于图1所示谐振变换器的分流单元结构示意图；图5为现有技术公开的一种谐振变换器结构示意图；图6为图5所示谐振变换器的电流波形图；图7为图5所示谐振变换器的电压、电流波形图；图8为图5所示谐振变换器接入图2所示分流单元后的结构示意图；图9为图8所示谐振变换器的电压波形图；图10为图8所示谐振变换器的电流波形图；图11为图8所示谐振变换器引入补偿信号后的结构示意图；图12为图11所示谐振变换器的电流波形图；图13为本专利技术实施例公开的一种应用于图2所示谐振变换器的控制单元结构示意图；图14为本专利技术实施例公开的一种应用于图13所示谐振变换器的补偿信号产生单元结构示意图；图15为图14所应用的谐振变换器中补偿信号Ic的波形图；图16为图14所应用的谐振变换器中谐振变换器输入电流Iin的波形图；图17为本专利技术实施例公开的又一种应用于图13所示谐振变换器的补偿信号产生单元结构示意图；图18为本专利技术实施例公开的又一种应用于图13所示谐振变换器的补偿信号产生单元结构示意图；图19为图18所应用的谐振变换器中补偿信号Ic的波形图；图20为本专利技术实施例公开的又一种应用于图13所示谐振变换器的补偿信号产生单元结构示意图；图21为图20所应用的谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振变换器，其特征在于，包括整流桥、母线电容、开关单元、谐振网络、控制单元、分流单元和补偿信号产生单元，其中：所述整流桥的正输出端子连接所述母线电容的一端；所述开关单元的输入侧并联所述母线电容；所述开关单元的输出端子连接所述谐振网络的正输入端子；所述谐振网络的负输入端子连接所述整流桥的负输出端子；所述分流单元连接在所述谐振网络的负输出端子与所述母线电容之间，用于对正向的谐振电流进行分流以及为反向的谐振电流提供通路；所述控制单元接收补偿信号和表征所述谐振变换器的输出参数的采样信号，并根据所述补偿信号和所述采样信号产生驱动控制信号，所述驱动控制信号输出至所述开关单元中的开关管的控制端；其中，所述补偿信号为指示所述控制单元升高所述谐振变换器在所述整流桥输入电压过零点处的工作频率、降低所述谐振变换器在所述整流桥输入电压峰值和谷值处的工作频率的信号；所述补偿信号产生单元用于根据谐振变换器输出功率的减小或所述整流桥输入电压的升高来增大所述补偿信号的峰‑峰值。

【技术特征摘要】
1.一种谐振变换器，其特征在于，包括整流桥、母线电容、开关单元、谐振网络、控制单元、分流单元和补偿信号产生单元，其中：所述整流桥的正输出端子连接所述母线电容的一端；所述开关单元的输入侧并联所述母线电容；所述开关单元的输出端子连接所述谐振网络的正输入端子；所述谐振网络的负输入端子连接所述整流桥的负输出端子；所述分流单元连接在所述谐振网络的负输出端子与所述母线电容之间，用于对正向的谐振电流进行分流以及为反向的谐振电流提供通路；所述控制单元接收补偿信号和表征所述谐振变换器的输出参数的采样信号，并根据所述补偿信号和所述采样信号产生驱动控制信号，所述驱动控制信号输出至所述开关单元中的开关管的控制端；其中，所述补偿信号为指示所述控制单元升高所述谐振变换器在所述整流桥输入电压过零点处的工作频率、降低所述谐振变换器在所述整流桥输入电压峰值和谷值处的工作频率的信号；所述补偿信号产生单元用于根据谐振变换器输出功率的减小或所述整流桥输入电压的升高来增大所述补偿信号的峰-峰值。2.根据权利要求1所述的谐振变换器，其特征在于，所述控制单元包括频率控制模块和比较模块，其中：所述比较模块接收所述采样信号，用于将所述采样信号与预设的基准信号作比较产生反馈信号；所述频率控制模块接收所述反馈信号和所述补偿信号，用于根据所述反馈信号和所述补偿信号产生驱动控制信号。3.根据权利要求2所述的谐振变换器，其特征在于，所述频率控制模块的输出结果为所述谐振变换器的工作频率的大小和所述补偿信号的幅值正相关。4.根据权利要求3所述的谐振变换器，其特征在于，所述补偿信号产生单元包括反比电路和取大值电路，其中：所述反比电路接收所述母线电容两端电压，产生与之负相关的第一电压信号；所述取大值电路接收所述第一电压信号和与所述整流桥的负输出端子相对负母线的电压信号相同或成正比的第二电压信号，并择所述第一电压信号和所述第二电压信号中的较大值输出。5.根据权利要求3所述的谐振变换器，其特征在于，所述补偿信号产生单元包括正比电路和取大值电路，其中：所述正比电路接收所述谐振变换器的输出参数，产生与所述谐振变换器的输出参数正相关的第一电压信号；所述取大值电...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜德来，梅进光，
申请(专利权)人：英飞特电子杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33