谐振转换器及用于谐振转换器的控制方法技术

本公开涉及谐振转换器及用于谐振转换器的控制方法。所述谐振转换器包括：谐振转换单元、与所述谐振转换单元连接的同步整流器、反馈控制器和前馈控制器，所述反馈控制器用于基于所述谐振转换器的输出信号来执行反馈控制；以及所述前馈控制器用于基于所述同步整流器的同步控制信号来执行前馈控制，以便通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。此外，根据本公开的用于谐振转换器的控制方法可以通过在处理器中预先编程来实现以适应负载的变换，而不需要检测同步整流MOSFET管的压降，并且不需要增加额外的控制电路。因此，节约了硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
谐振转换器及用于谐振转换器的控制方法
本公开涉及转换器的
，具体地涉及谐振转换器及用于谐振转换器的控制方法。
技术介绍
这个部分提供了与本公开有关的背景信息，这不一定是现有技术。通常，转换器可以使用同步整流电路来提高效率。然而，在同步整流电路启动时会造成输出电压过冲。因此，本公开提出了一种谐振转换器及有效的谐振转换器的控制方法，以改善现有技术中的输出电压过冲的问题。
技术实现思路
这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。本公开的目的在于提供一种谐振转换器及用于谐振转换器的控制方法，根据本公开的谐振转换器可以通过前馈控制器预先调整谐振转换器的工作频率来降低或消除因为同步整流MOSFET管压降变化而造成的输出电压的过冲。根据本公开的一方面，提供了一种谐振转换器，包括：谐振转换单元、与所述谐振转换单元连接的同步整流器、反馈控制器和前馈控制器，所述反馈控制器用于基于所述谐振转换器的输出信号来执行反馈控制；以及所述前馈控制器用于基于所述同步整流器的同步控制信号来执行前馈控制，以便通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。优选地，所述谐振转换单元是由串联连接的变压器的原边L、电感器L和电容器C组成的LLC谐振转换电路。优选地，所述前馈控制器在导通所述同步整流器的同时或之前控制所述谐振转换单元的工作频率。优选地，所述同步整流器是全桥整流器。优选地，根据本公开的谐振转换器进一步包括开关单元，所述开关单元用于调整所述谐振转换单元的工作频率。优选地，根据本公开的谐振转换器进一步包括数字信号处理器，所述数字信号处理器用于控制所述开关单元。优选地，根据输出负载的情况对所述数字信号处理器进行预编程，以使所述数字信号处理器基于所述反馈控制器和所述前馈控制器的输出控制所述谐振转换器的工作频率。优选地，对所述数字信号处理器进行预编程以使所述数字信号处理器执行以下步骤：获取多个输出负载中的每一个输出负载下的控制信号到所述输出信号的第一传递函数，所述控制信号为所述输出信号与参考信号的差；获取多个输出负载中的每一个输出负载下的同步整流器的同步控制信号到所述输出信号的第二传递函数；基于所述第一传递函数和所述第二传递函数，获取所述前馈控制器的相应控制参数，以生成所述前馈控制器的控制参数列表；基于实际输出负载和所述控制参数列表来设置所述前馈控制器的实际控制参数；以及根据所述前馈控制器的输出和所述反馈控制器的输出之和设置所述谐振转换单元的工作频率。优选地，根据所述多个负载，通过已知控制参数插值来获取所述前馈控制器的实际控制参数。根据本公开的另一方面，提供了一种谐振转换器，包括：谐振转换单元；同步整流器；以及处理器，所述处理器被预编程以执行以下步骤：通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。优选地，所述谐振转换单元是由串联连接的变压器的原边L、电感器L和电容器C组成的LLC谐振转换电路。优选地，所述处理器在导通所述同步整流器的同时或之前调整所述谐振转换单元的工作频率。优选地，所述同步整流器是全桥整流器。优选地，根据本公开的谐振转换器进一步包括开关单元，所述开关单元用于调整所述谐振转换单元的工作频率。优选地，所述处理器为数字信号处理器，所述数字信号处理器用于控制所述开关单元。优选地，所述数字信号处理器被预编程，以使其基于不同的负载和/或所述同步整流器的同步控制信号来控制所述开关单元。根据本公开的又一方面，提供了一种用于谐振转换器的控制方法，所述谐振转换器包括谐振转换单元以及与所述谐振转换单元连接的同步整流器，所述控制方法包括：基于所述谐振转换器的输出信号来执行反馈控制；以及基于所述同步整流器的同步控制信号来执行前馈控制，以便通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。使用根据本公开的用于谐振转换器的控制方法可以在每次同步整流器导通时改变谐振转换器尤其是LLC谐振转换器的工作频率来补偿同步整流器的二极管中的电压降，进而防止输出电压过冲。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：图1示出了根据本公开的一个实施例的谐振转换器的拓扑结构；图2示出了根据本公开的另一个实施例的谐振转换器的拓扑结构；图3示出了根据本公开的一个实施例的在提供同步整流器脉冲宽度调制信号之前的谐振转换器的拓扑结构；图4示出了根据本公开的一个实施例的在提供同步整流器脉冲宽度调制信号时的谐振转换器的拓扑结构；图5示出了根据本公开的一个实施例的传递函数框图；图6示出了根据本公开的另一个实施例的传递函数框图；图7示出了根据本公开的一个实施例的针对不同负载的谐振转换器的增益曲线；以及图8示出了根据本公开的一个实施例的针对一个固定负载的谐振转换器的增益曲线。虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。具体实施方式现在参考附图来更加充分地描述本公开的示例。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。下面提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定单元、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言将会明显的是，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。电压阶跃(过冲)的增加是由于同步整流器导通时，同步整流器中的开关元件中的二极管两端的电压突然下降，引起了输出电压过冲。如图1至图3所示，在同步整流器130的驱动器1和驱动器2具有控制信号例如脉冲宽度调制(PWM)信号之前，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q1、Q2、Q3和Q4的内部二极管D1、D2、D3和D4可以作为整流器，如图3所示。谐振转换器的输出电压VO＝VW-2*Vdiode，其中，VW表示变压器T1的次级侧电压，并且Vdiode表示二极管D1、D2、D3或D4的前向电压。当驱动器1或驱动器2的例如PWM信号驱动MOSFETQ1/Q4或Q2/Q3时，Vo上则会出现电压过冲，这是因为2*Vdiode的缓慢控制回路响应。然后，当驱动器1和驱动器2的PWM关闭时，MOSFETQ1/Q4和Q2/Q3的内部二极管D1/D4和D2/D3可以作为整流器。接下来，当驱动器1和驱动器2的PWM导通时，在考虑到MOSFETQ1、Q2、Q3和Q4的漏源导通电阻Rdson如图4所示，MOSFETQ1/Q4和Q2/Q3可以用作小的阻抗开关。如图4所示，I1＝I2，Rds本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振转换器，包括：谐振转换单元、与所述谐振转换单元连接的同步整流器、反馈控制器和前馈控制器，所述反馈控制器用于基于所述谐振转换器的输出信号来执行反馈控制；以及所述前馈控制器用于基于所述同步整流器的同步控制信号来执行前馈控制，以便通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。

【技术特征摘要】
1.一种谐振转换器，包括：谐振转换单元、与所述谐振转换单元连接的同步整流器、反馈控制器和前馈控制器，所述反馈控制器用于基于所述谐振转换器的输出信号来执行反馈控制；以及所述前馈控制器用于基于所述同步整流器的同步控制信号来执行前馈控制，以便通过预先调整所述谐振转换单元的工作频率以调整所述谐振转换器的增益，从而降低或消除所述谐振转换器的输出电压的过冲。2.根据权利要求1所述的谐振转换器，其中，所述谐振转换单元是由串联连接的变压器的原边L、电感器L和电容器C组成的LLC谐振转换电路。3.根据权利要求1或2所述的谐振转换器，其中，所述前馈控制器在导通所述同步整流器的同时或之前控制所述谐振转换单元的工作频率。4.根据权利要求3所述的谐振转换器，其中，所述同步整流器是全桥整流器。5.根据权利要求3所述的谐振转换器，进一步包括开关单元，所述开关单元用于调整所述谐振转换单元的工作频率。6.根据权利要求5所述的谐振转换器，进一步包括数字信号处理器，所述数字信号处理器用于控制所述开关单元。7.根据权利要求6所述的谐振转换器，其中，根据输出负载的情况对所述数字信号处理器进行预编程，以使所述数字信号处理器基于所述反馈控制器和所述前馈控制器的输出控制所述谐振转换器的工作频率。8.根据权利要求7所述的谐振转换器，其中，对所述数字信号处理器进行预编程以使所述数字信号处理器执行以下步骤：获取多个输出负载中的每一个输出负载下的控制信号到所述输出信号的第一传递函数，所述控制信号为所述输出信号与参考信号的差；获取多个输出负载中的每一个输出负载下的同步整流器的同步控制信号到所述输出信号的第二传递函数；基于所述第一传递函数和所述第二传递函数，获取所述前馈控制器的相应控制参数，以生成所述前馈控制器的控制参数列表；基于实际输出负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓士杰，许立吾，刘青峰，李广全，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81