谐振逆变器和转换方法技术

一种用于谐振转换器的谐振逆变器，包括开关网络和谐振回路电路。开关网络由控制电路控制，该控制电路对由谐振回路电路提供的经采样的电反馈参数做出响应。响应于在指示变化开关网络的开关状态的期望的控制电路与响应于该期望的开关网络的输出之间的测量时间延迟，修改经采样的电反馈参数的值或对电反馈参数进行采样的时间。行采样的时间。行采样的时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振逆变器和转换方法


[0001]本专利技术涉及谐振逆变器的领域，具体地涉及用于在谐振转换器中使用的谐振逆变器。

技术介绍

[0002]谐振逆变器是谐振转换器的主要部件。虽然谐振转换器的典型用途是执行DC
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DC转换，但是对使谐振转换器适于执行AC
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DC或者甚至AC
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AC转换的兴趣日益增加。
[0003]US 2014/0091718 A1提出在整流器之后使用LLC DC/DC转换器作为PFC电路。这实际上提供了用于执行AC
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DC转换的谐振转换器。在该文献中，描述了如何使用振荡器对谐振转换器进行频率控制。反馈控制系统的控制值是谐振逆变器的开关频率。
[0004]EP 3414824 A1描述了如何使用电反馈参数来控制谐振转换器的操作。电反馈参数可以包括LLC电路(即谐振回路电路)的电容器两端的电压。可以在控制开关操作的栅极驱动信号的开关瞬间获取电反馈参数。
[0005]因此，已知提供自振荡谐振转换器，其利用内部部件来形成谐振回路，并使用信号值(例如，在电路中出现的电压电平)来控制开关操作。
[0006]持续期望改进谐振转换器的操作，具体地，当谐振转换器用作功率因数校正器(PFC)时改进谐振转换器的功率因数。

技术实现思路

[0007]本专利技术由权利要求限定。
[0008]根据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种谐振逆变器。该谐振逆变器包括：输入节点，其用于接收用于转换的输入；开关网络，其连接到输入节点，该开关网络至少包括第一开关和第二开关，其中第一开关输出由位于第一开关和第二开关之间的节点限定；谐振回路电路，其耦合到第一开关输出，其中电反馈参数由谐振回路电路提供；采样电路，其适于在采样时间对由谐振回路电路提供的电反馈参数进行采样；控制电路，其用于根据经采样的电反馈参数来生成开关驱动信号，该开关驱动信号指示第一开关和第二开关的期望开关状态；开关驱动器，其适于响应于栅极驱动信号而控制第一开关和第二开关的开关状态，其中第一开关和第二开关的开关状态的变化引起第一开关输出的变化；以及定时模块，其适于监测谐振逆变器的一个或多个其他部件以确定开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟，其中采样时间取决于开关驱动信号的变化，并且采样电路适于根据时间延迟来调节采样时间和/或经采样的电反馈参数的值。
[0009]本专利技术人已经认识到，开关驱动器中和/或开关网络本身中的(传播)时间延迟引起指示期望切换的开关驱动信号与开关网络的输出的实际切换之间的延迟。这意味着经采样的电反馈参数(其通常在开关驱动信号变化的时间处被采样)不能准确地反映在第一开关输出变化的更期望的时间处的电反馈参数。这降低了谐振逆变器的PFC性能。因此，需要获得期望采样的值，该值是在第一开关输出变化的时间处的电反馈参数的样本。
[0010]本专利技术人还识别到，该时间延迟的长度根据谐振逆变器的特性而不同，具体地，根据接收到的输入电压而不同。因此，本专利技术人已经认识到，为了准确地获得电反馈参数的期望样本(在开关实际变化开关状态的时间处)，有必要准确地确定时间延迟的长度。
[0011]本专利技术人通过使用定时模块来监测谐振逆变器的部件以确定该时间延迟的长度，并相应地修改采样的特性(例如采样时间或样本的值)，从而实际上获得电反馈参数的期望样本，来克服该问题。
[0012]定时模块可以适于例如通过直接监测开关驱动信号和第一开关输出来直接测量在开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟。在其它实施例中，定时模块能够例如基于在输入节点处接收的输入电压和/或(例如在采样时间处)输出电压来推断定时延迟。
[0013]电反馈参数可以包括谐振回路电路的电容器两端的电压。谐振回路电路通常包括至少一个电容器和至少一个电感器，并且本专利技术人已经认识到，电容器两端的电压可以用于适当地控制谐振回路电路。合适的谐振回路电路的示例包括LC谐振回路电路、LLC谐振回路电路、LLCC谐振回路电路等等。
[0014]采样电路可以适于将采样时间设置为等于开关驱动信号发生变化的时间与时间延迟之和。
[0015]优选地，采样时间取决于栅极驱动信号的下降沿。
[0016]谐振逆变器还可以包括适于确定电反馈参数的峰值的峰值测量模块，其中采样电路适于根据时间延迟和电反馈参数的幅度的所确定的峰值来调节经采样的电反馈参数的值。
[0017]通过以这种方式来修改先前采样的电压，在谐振逆变器中当前没有发生开关动作的时刻由采样电路对电反馈参数进行采样。因此，不存在可能影响电反馈参数值的干扰(例如，噪声或电流注入)。这提高了采样电压的准确度。
[0018]定时模块可以包括：斜率检测电路，其适于检测第一开关输出的斜率；以及定时器，其适于对开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应斜率之间的差进行定时。
[0019]在其它实施例中，定时模块包括适于确定在输入节点处接收的输入电压、并基于所确定的输入电压来计算时间延迟的输入监测电路。
[0020]根据一些实施例，第一开关是第一高侧开关，第二开关是第一低侧开关，并且第一开关和第二开关串联连接在输入节点与接地或参考电压之间。
[0021]该谐振逆变器可以被适配，使得：开关网络还包括：第三开关和第四开关，第三开关是第二高侧开关，第四开关是第二低侧开关，第三开关和第四开关串联连接在输入节点与接地或参考电压之间，其中第二开关输出由位于第三开关与第四开关之间的节点定义；并且谐振回路连接在第一开关输出与第二开关输出之间。因此，开关网络可以是全桥(FB)开关网络。
[0022]本文提出了一种AC/DC PFC谐振逆变器，包括：AC输入；AC整流器，其适于对所述AC输入进行整流以提供用于转换的输入；以及任何本文中所述的谐振逆变器。
[0023]本文还提出了一种LED驱动器，包括：任何先前要求保护的谐振逆变器，以及在谐振回路电路的第一开关输出处的隔离变压器，其中隔离变压器的次级侧用于驱动LED负载。
[0024]如本领域中已知的，隔离变压器的初级侧可以用作谐振回路电路的电感器。
[0025]本文还提出了一种转换方法，包括：在输入节点处接收用于转换的输入；操作连接到输入节点的开关网络，该开关网络至少包括第一开关和第二开关，其中第一开关输出由位于第一开关与第二开关之间的节点限定；从耦合到第一开关输出的谐振回路电路提供电反馈参数；在采样时间对由谐振回路电路提供的电反馈参数进行采样；根据经采样的电反馈参数来生成开关驱动信号，该开关驱动信号指示第一开关和第二开关的期望开关状态；响应于栅极驱动信号来控制第一开关和第二开关的开关状态，其中第一开关和第二开关的开关状态的变化引起第一开关输出的变化；以及确定开关驱动信号的变化与第一开关输出的对应变化之间的时间延迟，其中采样时间取决于开关驱动信号的变化，并且对电反馈参数进行采样的步骤包括：根据时间延迟来调节采样时间和/或经采样的电反馈参数的值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振逆变器(1)，包括：输入节点(N1)，用于接收用于转换的输入电压(V
in
)；开关网络(11)，连接到所述输入节点，所述开关网络包括串联耦合的至少第一开关(S1)和第二开关(S2)，其中第一开关输出(S
SN1
)由位于所述第一开关和所述第二开关之间的节点(SN1)限定；谐振回路电路(12、22)，耦合到所述第一开关输出并且适于输出交变信号(V
out
)，其中电反馈参数(V
fb
)由所述谐振回路电路提供；采样电路(13)，适于在采样时间对由所述谐振回路电路提供的所述电反馈参数进行采样；控制电路(14)，用于根据经采样的所述电反馈参数来生成开关驱动信号(S
dr
)，所述开关驱动信号指示所述第一开关和所述第二开关的期望的开关状态；开关驱动器(15)，适于响应于栅极驱动信号来控制所述第一开关和所述第二开关的所述开关状态，其中所述第一开关和所述第二开关的所述开关状态的变化引起所述第一开关输出的变化；以及定时模块(16)，适于至少监测在所述谐振逆变器的所述节点(SN1)处的电压，以确定在所述开关驱动信号的变化与所述第一开关输出的对应变化之间的时间延迟，其中所述采样时间取决于所述开关驱动信号的变化，并且所述采样电路适于根据所述时间延迟来调节所述采样时间和/或经采样的所述电反馈参数的值。2.根据权利要求1所述的谐振逆变器(1)，其中所述电反馈参数包括所述谐振回路电路的电容器(Cs)两端的电压。3.根据权利要求1或2所述的谐振逆变器(1)，其中所述采样电路(13)适于将所述采样时间设置为等于所述开关驱动信号发生变化的时间与所述时间延迟之和。4.根据权利要求1至3中任一项所述的谐振逆变器，其中所述采样时间取决于所述栅极驱动信号(S
dr
)的下降沿。5.根据权利要求1至2中任一项所述的谐振逆变器，还包括峰值测量模块(17)，所述峰值测量模块适于确定所述电反馈参数的峰值，其中所述采样电路适于根据所述时间延迟和所述电反馈参数的幅度的所确定的峰值，来调节经采样的所述电反馈参数的所述值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的谐振逆变器，其中所述定时模块(76)包括斜率检测电路(76a)和定时器(76b)，所述斜率检测电路适于检测所述第一开关输出的斜率，所述定时器适于对所述开关驱动信号的变化与所述第一开关输出的对应斜率之间的差进行定时。7.根据权利要求1至5中任一项所述的谐振逆变器，其中所述定时模块包括输入监测电路，所述输入监测电路适于确定在所述输入节点处接收的输入电压、并基于所确定的所述输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：