用于控制LLC谐振转换器的装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及一种用于控制LLC谐振转换器的装置和方法。该装置包括：转换器，包括连接到输入端子并构成桥式电路的多个开关元件，并且能够改变为全桥形式和半桥形式的拓扑结构；以及控制器，检测由转换器传输的电力对电池进行充电的充电测量值，并且基于充电测量值改变转换器的拓扑结构。由于电池充电是通过根据电池的充电测量值改变转换器的拓扑结构来执行的，因此可以以优化的频率控制LLC谐振转换器，提高效率，并且可以实现成本节约。并且可以实现成本节约。并且可以实现成本节约。

【技术实现步骤摘要】
用于控制LLC谐振转换器的装置和方法


[0001]本公开涉及一种用于控制LLC谐振转换器的装置和方法，更具体地，涉及一种用于控制能够改变拓扑结构从而能够以最佳频率操作的LLC谐振转换器的装置和方法。

技术介绍

[0002]诸如电动车辆或插电式混合动力电动车辆的对作为车辆中的驱动马达的能源的电池进行充电的环保型车辆具有车载充电器，其用于将外部交流(AC)电力转换为直流(DC)电力并输出直流电力为电池充电。
[0003]通常，车载充电器包括：功率因数校正电路，其通过对外部交流电力的功率因数进行补偿而输出直流电力；以及DC
‑
DC转换器，其将功率因数校正电路的直流输出转换为电池的直流充电电压。这里，可以采用使用LC谐振的LLC谐振转换器作为DC
‑
DC转换器。
[0004]由于LLC谐振转换器具有由谐振频率确定的特性，谐振频率由作为变压器周围的谐振槽的两个电感器和一个电容器确定，因此被称为LLC谐振转换器。由于LLC谐振转换器使用两个电感器和一个电容器产生的谐振电流，因此大大降低了开关损耗和二极管损耗。作为LLC谐振转换器，通常使用全桥(full bridge,FB)LLC转换器结构。
[0005]另一方面，现有技术中的FB LLC转换器由于链路电容器的最小/最大电压、高压电池的电压范围和充电电流以及根据MCU存储器限制的转换器的最大开关频率等限制而不能以最佳开关频率操作。
[0006]上述对
技术介绍
的描述仅仅是为了帮助理解本公开的
技术介绍
，并不意味着本公开属于本领域普通技术人员已知的现有技术的范围。

技术实现思路

[0007]本公开的一方面是提供一种用于控制LLC谐振转换器的装置和方法，该装置和方法可以通过提供改进的控制精度、提高的效率和更宽的操作范围来实现成本节约，其方法是测量表示在被由转换器转换的电压进行充电的电池中的充电电压电平的充电状态值，基于测量的充电状态值改变转换器的拓扑结构，以及根据电池的充电状态值使转换器以最佳频率操作。本公开不限于上述主题，并且可以从以下描述中得出其他主题。
[0008]在本公开的一方面中，一种用于控制LLC谐振转换器的装置包括：转换器，包括连接到输入端子并构成桥式电路的多个开关元件，并且能够将拓扑结构改变为全桥形式或半桥形式；以及控制器，其检测由转换器传输的电力进行充电的电池的充电测量值，并且基于充电测量值改变转换器的拓扑结构。
[0009]控制器可以通过基于充电测量值控制多个开关元件的接通/断开来改变转换器的拓扑结构。
[0010]控制器可以在检测到的充电测量值小于参考电压的情况下将转换器的拓扑结构改变为半桥形式。
[0011]控制器可以在检测到的充电测量值等于或大于参考电压的情况下将转换器的拓
扑结构改变为全桥形式。
[0012]多个开关元件可以包括串联连接到输入端子的第一分支的第一开关和第三开关以及串联连接到输入端子的第二分支的第二开关和第四开关，并且转换器可以进一步包括：谐振槽，该谐振槽具有连接到第一开关和第三开关之间的第一分支的一端以及连接到第二开关和第四开关之间的第二分支的另一端，并且通过接收由多个开关元件的开关形成的电力而谐振；多个继电器，联接到多个开关元件和谐振槽之间。控制器可以通过基于充电测量值控制多个继电器的操作来改变转换器的拓扑结构。
[0013]多个继电器可以包括：第一继电器，该第一继电器具有连接到第二开关和第四开关之间的第二分支的一端以及在控制器的控制下能够联接到第一位置或第二位置的另一端，第一位置连接到第一开关和第三开关之间的第一分支，第二位置连接到谐振槽的另一端；以及第二继电器，该第二继电器具有连接到谐振槽的另一端的一端以及在控制器的控制下能够联接到第三位置或第四位置的另一端，第三位置连接到第二开关和第四开关之间的第二分支，第四位置连接到第三开关和第四开关之间。
[0014]在通过控制器的控制第一继电器的另一端联接到第二位置并且第二继电器的另一端联接到第三位置的情况下，转换器可以具有全桥形式的拓扑结构，并且在通过控制器的控制第一继电器的另一端联接到第一位置并且第二继电器的另一端联接到第四位置的情况下，转换器可以具有半桥形式的拓扑结构。
[0015]在本公开的另一方面中，一种用于控制LLC谐振转换器的方法包括检测电池的充电测量值、以及基于检测到的充电测量值改变传输用于对电池进行充电的电力的转换器的拓扑结构。
[0016]转换器的拓扑结构可以具有全桥形式或半桥形式。改变转换器的拓扑结构可以通过控制设置在转换器的输入端子处的多个开关的接通/关断来执行。
[0017]在检测到的充电测量值小于参考电压的情况下，可以将转换器的拓扑结构改变为半桥形式。
[0018]在检测到的充电测量值等于或大于参考电压的情况下，可以将转换器的拓扑结构改变为全桥形式。
[0019]转换器可以以低于谐振频率的开关频率操作。
[0020]如果检测到的充电测量值等于参考电压，则转换器可以以等于谐振频率的开关频率操作，而如果检测到的充电测量值大于参考电压，则转换器可以以低于谐振频率的开关频率操作。
[0021]改变转换器的拓扑结构可以通过控制设置在转换器的输入端子处的多个继电器的接通/关断来执行。
[0022]本公开具有通过提供改进的控制精度、提高的效率和更宽的操作范围来节省成本的技术效果，其方法是通过测量表示被由转换器转换的电压进行充电的电池中的充电电压电平的充电状态值，根据测量的充电状态值改变转换器的拓扑结构，以及根据电池的充电状态值使转换器以最佳频率操作。
附图说明
[0023]本公开的上述和其他目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中得到更清
楚的理解，在附图中：
[0024]图1是根据本公开的实施例的用于控制LLC谐振转换器的装置的框图。
[0025]图2A和图2B是示出根据本公开的实施例的LLC谐振转换器的操作的示图；
[0026]图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的添加有继电器的LLC谐振转换器的示图；
[0027]图4A、图4B和图4C是示出图3A和图3B中所示的LLC谐振转换器的操作示例的示图；
[0028]图5是根据本公开的实施例的用于控制LLC谐振转换器的方法的流程图；
[0029]图6是根据本公开的另一实施例的用于控制LLC谐振转换器的方法的流程图。
具体实施方式
[0030]在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。
[0031]本公开涉及一种装置和方法，该装置和方法用于检测表示电池中充电的电压电平的充电状态值并根据检测到的充电状态值控制LLC谐振转换器的拓扑结构，并且在下文中可以简称为“转换器控制装置”和“转换器控制方法”。
[0032]图1是根据本公开的实施例的用于控制LLC谐振转换器的装置的框图。
[0033]参照图1，根据本公开的实施例的转换器控制装置100包括转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制LLC谐振转换器的装置，所述装置包括：转换器，所述转换器包括连接到输入端子并构成桥式电路的多个开关元件，并且转换器能够改变为全桥形式和半桥形式的拓扑结构；和控制器，检测由所述转换器传输的电力进行充电的电池的充电测量值，并且基于所述充电测量值改变所述转换器的拓扑结构。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器通过基于所述充电测量值控制所述多个开关元件的接通/断开来改变所述转换器的拓扑结构。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器在检测到的所述充电测量值处于预定的低电压范围内时将所述转换器的拓扑结构改变为所述半桥形式。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器在检测到的所述充电测量值处于预定的额定或高电压范围内时将所述转换器的拓扑结构改变为所述全桥形式。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关元件包括串联连接到所述输入端子的第一分支的第一开关和第三开关以及串联连接到所述输入端子的第二分支的第二开关和第四开关，并且所述转换器进一步包括：谐振槽，具有连接到所述第一开关和所述第三开关之间的所述第一分支的第一端以及连接到所述第二开关和所述第四开关之间的所述第二分支的第二端，并通过接收由所述多个开关元件的开关形成的电力而谐振；以及多个继电器，位于所述多个开关元件和所述谐振槽之间。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器通过基于所述充电测量值控制所述多个继电器的操作来改变所述转换器的拓扑结构。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述多个继电器包括：第一继电器，具有连接到所述第二开关和所述第四开关之间的所述第二分支的第一端以及在所述控制器的控制下能够联接到第一位置或第二位置的第二端，其中所述第一位置连接到所述第一开关和所述第三开关之间的所述第一分支，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔珉诚，吕寅勇，李岱雨，梁珍荣，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：