用于LLC转换器的自适应接通时间算法制造技术

实施例包含用于控制二极管传导时间的系统、方法和电路。在一些实施例中，电路包含LLC转换器(100)和次级侧控制器(106)，所述次级侧控制器(106)经配置以：监测电压；测量所述LLC转换器(100)的二极管传导时间；响应于确定所述二极管传导时间大于目标时间而增加第一开关(110)的接通时间；以及响应于确定所述二极管传导时间小于目标时间而减少所述第一开关(110)的所述接通时间。

【技术实现步骤摘要】
用于LLC转换器的自适应接通时间算法
本专利技术大体上涉及改进电路效率，且更具体来说，涉及通过控制二极管传导时间来改进效率。
技术介绍
二极管传导损耗可对LLC转换器的整体效率具有显著影响。这些损耗在低输出电压应用中尤其明显。为了减少传导损耗，设计者已创建用开关取代整流器二极管的电路，所述开关通常呈晶体管形式。然而，晶体管仍发生二极管传导损耗。为达到最优结果(即，使二极管传导损耗最小化)，小心控制晶体管的接通时间，因为晶体管的接通时间与二极管传导时间有关。调节晶体管接通时间的当前途径依靠感测电路中的正向电流。然而，这些途径并非最优，这是因为必须满足严格的约束条件且可能出现可降低设计精度的寄生损耗。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，系统、方法和电路用于控制二极管传导时间。在本专利技术的一些方面中，电路包含LLC转换器和次级侧控制器，所述次级侧控制器经配置以监测电压、测量所述LLC转换器的二极管传导时间、响应于确定所述二极管传导时间大于目标时间而增加第一开关的接通时间以，及响应于确定所述二极管传导时间小于目标时间而减少所述第一开关的所述接通时间。附图说明在附图的图中图示说明本专利技术的实施例，其中：图1描绘根据一些实施例的包含次级侧控制器106的电路100，所述次级侧控制器106通过操纵电路100的次级侧104上的开关的接通时间来控制二极管传导时间；图2是描绘根据一些实施例的实例LLC转换器的图表200；图3描绘根据一些实施例的包含次级侧控制器306的电路的次级侧300的详细视图，所述次级侧控制器306通过操纵电路的次级侧300上的开关的接通时间来控制二极管传导时间；图4是描绘根据一些实施例的用于通过操纵电路的次级侧上的开关的接通时间来控制二极管传导时间的实例操作的流程图；图5是描绘根据一些实施例的用于缓和具有次级侧控制器的电路中的电流反向效应的实例操作的流程图。具体实施方式如先前论述，控制LLC转换器中的晶体管的二极管传导时间对于使LLC转换器的效率最大化是重要的。太长的二极管传导时间导致整流器二极管上的损耗增加，而太短的传导时间可导致LLC转换器的次级侧上的电流反向。虽然存在用于控制LLC电路中的二极管传导时间的途径，但当前途径是昂贵的、实施起来具有挑战性且对寄生损耗敏感。因此，需要用于控制LLC转换器的二极管传导时间的经改进方法及电路。本专利技术标的物的实施例试图提供更好控制LLC转换器的二极管传导时间的方法、系统和设备。在一些实施例中，自适应算法用于通过调制晶体管的接通时间来控制二极管传导时间。次级侧控制器可实施算法。更具体来说，次级侧控制器监测LLC转换器的次级侧上的电压且基于所述电压来确定用于LLC转换器中的晶体管的开关循环的二极管传导时间且在必要时改变用于下一开关循环的晶体管的接通时间。在一些实施例中，次级侧控制器比较二极管传导时间与目标时间(例如静态或动态时间周期)且基于与目标的比较来调整下一开关循环期间的晶体管的接通时间。例如，如果二极管传导时间大于目标时间，那么次级侧控制器增加用于下一开关循环的晶体管的接通时间。增加用于下一开关循环的晶体管的接通时间会减少下一开关循环处的晶体管的二极管传导时间。如果二极管传导时间小于目标时间，那么次级侧控制器可减少晶体管在下一开关循环期间的接通时间。减少用于下一开关循环的晶体管的接通时间会增加晶体管在下一开关循环期间的二极管传导时间。参考图1及3论述包含能够控制二极管传导时间的次级侧控制器的实例电路，而参考图4论述用于控制二极管传导时间的实例操作。除通过操纵LLC转换器的次级侧上的晶体管的接通时间来控制二极管传导时间以外，在一些实施例中，次级侧控制器也可以通过快速调整晶体管的接通时间来使电流反向事件的影响和持久性最小化。例如，当(通过监测电压)检测到电流反向事件时，次级侧控制器可快速关断晶体管。为了防止重复性电流反向事件，次级侧控制器可使用来自先前开关循环的接通时间作为用于下一开关循环的接通时间。即，如果在高侧晶体管接通时在持续时间t＝X之后检测到电流反向事件，那么次级侧控制器可立即关断高侧晶体管且使用t＝X作为下一开关循环期间的低侧晶体管的接通时间。通过以此方式减少用于下一开关循环的接通时间，可避免重复性电流反向事件且系统可被快速重新对准到新开关频率。参考图5论述用于缓和电流反向事件的实例操作的流程图。图1的论述描述包含能够控制二极管传导时间的次级侧控制器的实例电路。图1描绘根据一些实施例的包含次级侧控制器106的电路100，所述次级侧控制器106通过操纵电路100的次级侧104上的开关接通时间来控制二极管传导时间。电路100是具有初级侧102和次级侧104的LLC转换器。图1中描绘的LLC转换器利用同步整流且因此包含两个晶体管：第一晶体管110和第二晶体管108。具体来说，第一晶体管110操作为用于LLC转换器的次级侧104的低侧开关且第二晶体管108操作为用于LLC转换器的次级侧104的高侧开关。次级侧控制器106包含硬件和逻辑，其用于驱动第一晶体管110和第二晶体管108且实施算法来通过操纵第一晶体管110和第二晶体管108的接通时间来控制第一晶体管110和第二晶体管108的二极管传导时间。关于第一晶体管110，次级侧控制器106监测开关节点124处的电压(如由连接114指示)和LLC转换器的次级侧104的低侧处的电压(展示为图1中描绘的次级侧104中的接地)(如由连接112指示)两者。因此，次级侧控制器106基于开关节点124处的经监测电压和接地处的经监测电压来确定第一晶体管110的二极管传导时间。第一晶体管110的二极管传导在开关节点124电压小于接地处的电压时发生。关于第二晶体管108，次级侧控制器106监测开关节点124处的电压(如由连接120指示)和输出电压(“Vout”)(如由连接118指示)两者。因此，次级侧控制器106基于开关节点124处的经监测电压和Vout处的经监测电压来确定第二晶体管108的二极管传导时间。第二晶体管108的二极管传导在开关节点124处的电压大于Vout时发生。次级侧控制器106分别通过连接116和连接122驱动第一晶体管110和第二晶体管108。基于二极管传导时间，次级侧控制器106操纵第一晶体管110的接通时间和第二晶体管108的接通时间以控制第一晶体管110的传导时间和第二晶体管108的二极管传导时间。由于晶体管的接通时间和晶体管的二极管传导时间是相关的，所以操纵晶体管的接通时间影响晶体管的二极管传导时间。更具体来说，如果晶体管的接通时间增加，那么晶体管的二极管传导时间减少。如果晶体管的接通时间减少，那么晶体管的二极管传导时间增加。在一些实施例中，次级侧控制器106比较二极管传导时间与目标(即，目标时间周期)。目标可为静态的(即，无论与LLC转换器相关联的条件如何均保持恒定的预定时间)或动态的(即，基于与LLC转换器相关联的条件而变化的时间周期)。如果次级侧控制器106确定第一晶体管110的二极管传导时间在当前开关循环期间大于目标，那么次级侧控制器106可在下一开关循环期间增加第一晶体管110的接通时间。如果次级侧控制器106确定第一晶体管110的二极管传导时间在当前开关循环期间小于目标，那么次级侧控制器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，其包括：LLC转换器，其具有初级侧和次级侧；及次级侧控制器，所述次级侧控制器经配置以：在所述LLC转换器的所述次级侧上监测电压；基于所述电压来确定所述LLC转换器中的第一开关的二极管传导时间；响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间大于目标时间，增加所述LLC转换器中的所述第一开关的接通时间；及响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间小于目标时间，减少所述LLC转换器中的所述第一开关的所述接通时间。

【技术特征摘要】
2016.12.30 US 15/395,7951.一种电路，其包括：LLC转换器，其具有初级侧和次级侧；及次级侧控制器，所述次级侧控制器经配置以：在所述LLC转换器的所述次级侧上监测电压；基于所述电压来确定所述LLC转换器中的第一开关的二极管传导时间；响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间大于目标时间，增加所述LLC转换器中的所述第一开关的接通时间；及响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间小于目标时间，减少所述LLC转换器中的所述第一开关的所述接通时间。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路经配置以在所述第一开关的下一开关循环处实施所述第一开关的所述接通时间的所述增加及第二开关的所述接通时间的所述减少。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述电路经配置以在所述第一开关的所述下一开关循环处实施所述第一开关的所述接通时间的一个步长的所述减少或所述增加。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述次级侧控制器经进一步配置以：基于所述电压来确定已发生电流反向；响应于已发生电流反向的确定而关断所述第一开关；确定所述第一开关在所述电流反向之前的接通时间；及基于所述第一开关的所述接通时间来调整第二开关的接通时间。5.根据权利要求4所述的电路，其中所述第二开关的所述接通时间是所述第一开关的所述接通时间。6.根据权利要求4所述的电路，其中所述第二开关的所述接通时间用于紧跟着所述第一开关的关断的开关循环。7.根据权利要求1所述的电路，其中在关断所述第一开关时确定所述第一开关的所述二极管传导时间。8.根据权利要求1所述的电路，其中在接通所述第一开关时确定所述第一开关的所述二极管传导时间。9.一种用于调整LLC转换器中的一或多个开关的接通时间的方法，所述方法包括：在LLC转换器的次级侧上监测电压；基于所述电压来确定所述LLC转换器中的第一开关的二极管传导时间；响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间大于目标时间，增加所述LLC转换器中的所述第一开关的所述接通时间；及响应于确定所述第一开关的所述二极管传导时间小于目标时间，减少所述LLC转换器中的所述第一开关的所述接通时间。10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿莫罗索，F·马里诺，S·琼班科，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US