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、控制单元和分流单元，其中：整流桥的正输出端子连接母线电容的一端；开关单元的输入侧并联母线电容；开关单元的输出端子连接谐振网络的正输入端子；谐振网络的负输入端子连接整流桥的负输出端子；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驱动控制信号，输出至开关单元中的开关管的控制端；补偿信号为指示控制单元升高谐振变换器在整流桥输入电压过零点处的工作频率、降低谐振变换器在整流桥输入电压峰值和谷值处的工作频率的信号。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 and shunt unit, including one end is connected to an output terminal of the rectifier bridge bus capacitance; the input side parallel bus capacitor switch unit; positive input terminal output terminal of the switch unit connected resonant network the negative output terminal; the negative input terminal of the resonant network connected rectifier bridge; shunt unit on resonant current positive shunt and to provide access to the resonant reverse current; the control unit generates a driving control signal according to the sampling signal parameter compensation signal and characterization of resonant converter output, the output end of the switch control to the switch unit in the tube in order to reduce the harmonic compensation signal; frequency, indicating the control unit increased resonant converter in the rectifier zero voltage at Vibration signal frequency converter value in bridge rectifier input voltage peak and valley. This application improves the PF value of the resonant converter.

【技术实现步骤摘要】
一种谐振变换器
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、控制单元和分流单元，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。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，所述开关单元包括串联的第一开关管和第二开关管，具体的：所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第二端为所述开关单元的输入侧；所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端相连，作为所述开关单元的输出端子，所述第一开关管和所述第二开关管的第三端为所述第一开关管和所述第二开关管的控制端。其中，所述谐振变换器为LLC谐振变换器；所述LLC谐振变换器包括谐振电感、谐振电容和励磁电感；所述谐振电感的一端连接所述开关单元的输出端子，另一端连接所述励磁电感的一端；所述励磁电感的另一端连接所述谐振电容的一端，所述谐振电容的另一端连接所述整流桥的负输出端子。其中，所述分流单元包括二极管和第一电容，具体的：所述二极管的阴极连接所述整流桥的负输出端子，所述二极管的阳极连接所述母线电容的负端；所述第一电容与所述二极管并联。或者，所述分流单元包括二极管的第三电容，具体的：所述二极管的阴极连接所述整流桥的负输出端子，所述二极管的阳极连接所述母线电容的负端；所述第三电容的一端连接所述二极管的阴极，所述第三电容的另一端连接所述母线电容的高电位端。可选的，所述分流单元还包括第四电容，所述第四电容与所述二极管并联。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；对应的，所述补偿信号的幅值在所述整流桥输入电压过零点处最低，在所述整流桥输入电压峰值和谷值处最高；所述补偿信号的频率与所述谐振变换器输入电压频率相同。或者，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；对应的，所述补偿信号的幅值在所述整流桥输入电压过零点处最高，在所述整流桥输入电压峰值和谷值处最低；所述补偿信号的频率与所述谐振变换器输入电压频率相同。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；所述补偿信号从所述二极管的阴极处取得。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。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2所示谐振变换器的电流波形图；图12为本专利技术实施例公开的一种应用于图1所示谐振变换器的控制单元结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例公开了一种谐振变换器，包括整流桥100、母线电容C2、开关单元200、谐振网络300、控制单元400和分流单元500，其中：整流桥100的正输出端子连接母线电容C2的一端；开关单元200的输入侧并联母线电容C2；开关单元200的输出端子连接谐振网络300的正输入端子；谐振网络300的负输入端子连接整流桥100的负输出端子；分流单元500连接在谐振网络300的负输出端子与母线电容C2之间，用于对正向的谐振电流ILr(谐振电流为高频电流，本实施例将高频周期下的谐振电流记为ILr，谐振电流ILr的正方向如图1中箭头所示；谐振电流ILr的实际方向与该正方向相同时为正向的谐振电流ILr，谐振电流ILr的实际方向与该正方向相反时为反向的谐振电流ILr)进行分流以及为反向的谐振电流ILr提供通路；控制单元400接收补偿信号Ic和表征所述谐振变换器的输出参数的采样信号Is，并根据补偿信号Ic和采样信号Is产生驱动控制信号，所述驱动控制信号输出至开关单元200中的开关管的控制端；其中，补偿信号Ic为指示控制单元400升高所述谐振变换器在整流桥100输入电压过零点处的工作频率、降低所述谐振变换器在整流桥100输入电压峰值和谷值处的工作频率的信号。需要说明的是，谐振变换器中的变压器和副边电路为现有技术，本专利技术对本文档来自技高网...

【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、控制单元和分流单元，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。

【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、控制单元和分流单元，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。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，所述开关单元包括串联的第一开关管和第二开关管，其中：所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第二端为所述开关单元的输入侧；所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端相连，作为所述开关单元的输出端子，所述第一开关管和所述第二开关管的第三端为所述第一开关管和所述第二开关管的控制端。4.根据权利要求3所述的谐振变换器，其特征在于，所述谐振变换器为LLC谐振变换器；所述LLC谐振变换器包括谐振电感、谐振电容和励磁电感；所述谐振电感的...

【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