一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置制造方法及图纸

一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置，可获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息，并根据固有参数信息、表征LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于该最低工作频率值，则调整工作频率的取值范围的最小值使其不低于该最低工作频率值；即，可根据负载情况实时调整LLC谐振变换器的工作频率的最小值，确保LLC谐振变换器始终工作在ZVS模式，有效提高LLC谐振变换器的可靠性。

A method to improve the reliability of LLC resonant converter and related devices

A method to improve the reliability of LLC resonant converter and its related devices can obtain the intrinsic parameters information of LLC resonant converter and the parameters information representing the current load of LLC resonant converter. According to the intrinsic parameters information, the parameters information representing the current load of LLC resonant converter and the LLC resonance stored in advance can be obtained. The operating characteristic information of the converter determines the lowest operating frequency that makes the LLC resonant converter work in the ZVS region; if the minimum value of the operating frequency range of the current set LLC resonant converter is determined to be less than the lowest operating frequency range, the minimum value of the operating frequency range is adjusted to make it not less than the lowest value. The minimum operating frequency of LLC resonant converter can be adjusted in real time according to the load condition to ensure that the LLC resonant converter always works in ZVS mode and effectively improve the reliability of LLC resonant converter.

【技术实现步骤摘要】
一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置
本专利技术涉及电源
，尤其涉及一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置。
技术介绍
目前，开关电源正向着高功率密度和高效率的方向发展，LLC谐振变换器因其优异的软开关特性及升压能力，正得到越来越广泛的应用。如图1所示为LLC谐振变换器的工作特性示意图，其中，纵坐标为电压转换率的绝对值，横坐标为LLC谐振变换器的工作频率fs与LLC谐振变换器的谐振频率fr之比，Qs为品质因数。根据LLC谐振变换器的直流增益特性，可以将其工作模式划分为三个工作区域，区域1和区域2为ZVS区域(模式)，区域3为ZCS区域(模式)。对于MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)而言，ZVS模式的开关损耗比ZCS模式的开关损耗要小。硅基MOSFET体二极管可作为LLC谐振变换器的原边开关器件。硅基MOSFET体二极管关断时会产生很大反向恢复电流，因此，当使用硅基MOSFET作为原边开关器件的LLC谐振变换器工作在ZCS区域时，其过高的反向恢复电流及开关损耗会对该开关器件的可靠性造成严重影响，因而，LLC谐振变换器通常被设计工作在ZVS区域，而避免工作在ZCS区域。但是如果不增加额外的应对措施，LLC谐振变换器在开机、负载跳变及输入跳变时仍会不可避免地进入ZCS区域，导致其可靠性降低。为解决上述问题，目前业界常用的方法有：使用碳化硅材质的MOSFET、使用快恢复特性的硅材质MOSFET、使用通流能力更高的MOSFET，或使用散热性能更好的散热器等。但上述措施都会增加LLC谐振变换器的硬件成本。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置，用以解决使用硅基MOSFET体二极管作为原边开关器件的LLC谐振变换器由于在开机、负载跳变及输入跳变时工作在ZCS区域引起MOSFET失效所导致的可靠性低的问题。本专利技术实施例提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法，所述方法包括：获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。可选地，所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息包括：所述LLC谐振变换器的输出电压的电压值以及输出电流的电流值；和/或，所述LLC谐振变换器的输入电压的电压值以及输入电流的电流值。可选地，所述LLC谐振变换器包括全桥LLC谐振变换器、对称半桥LLC谐振变换器或不对称半桥LLC谐振变换器中的任意一个。相应地，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行任一上述提高LLC谐振变换器可靠性的方法。相应地，本专利技术实施例还提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的装置，包括：获取单元，用于获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；计算单元，用于根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；执行单元，用于若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。可选地，所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息包括：所述LLC谐振变换器的输出电压的电压值以及输出电流的电流值；和/或，所述LLC谐振变换器的输入电压的电压值以及输入电流的电流值。可选地，所述LLC谐振变换器包括全桥LLC谐振变换器、对称半桥LLC谐振变换器或不对称半桥LLC谐振变换器中的任意一个。相应地，本专利技术实施例还提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的实体装置，包括：存储器，用于存储程序指令以及LLC谐振变换器的固有参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；采样电路，用于采集表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行：获取所述LLC谐振变换器的固有参数信息以及所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。可选地，所述采样电路，具体用于采集所述LLC谐振变换器的输出电压的电压值以及输出电流的电流值；和/或，采集所述LLC谐振变换器的输入电压的电压值以及输入电流的电流值。可选地，所述LLC谐振变换器包括全桥LLC谐振变换器、对称半桥LLC谐振变换器或不对称半桥LLC谐振变换器中的任意一个。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置，可获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；并根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；以及，若确定当前设置的所述LLC谐振变换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。

【技术特征摘要】
1.一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。2.如权利要求1所述的提高LLC谐振变换器可靠性的方法，其特征在于，所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息包括：所述LLC谐振变换器的输出电压的电压值以及输出电流的电流值；和/或，所述LLC谐振变换器的输入电压的电压值以及输入电流的电流值。3.如权利要求1所述的提高LLC谐振变换器可靠性的方法，其特征在于，所述LLC谐振变换器包括全桥LLC谐振变换器、对称半桥LLC谐振变换器或不对称半桥LLC谐振变换器中的任意一个。4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1～3任一项所述的提高LLC谐振变换器可靠性的方法。5.一种提高LLC谐振变换器可靠性的装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，用于获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；计算单元，用于根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；执行单元，用于若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韧，首福俊，李清纯，
申请(专利权)人：沃尔缇夫能源系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US