一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路及控制方法。原边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为原边电压检测线圈，副边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为副边电压检测线圈，变压器的磁芯外绕制有绕组并记为辅助绕组；同步整流时序检测电路包括三个检测电路和控制单元，第一检测电路与副边电压检测线圈相连，第二检测电路与辅助绕组相连，第三检测电路与原边电压检测线圈相连，第一检测电路

【技术实现步骤摘要】
一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及了一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路及控制方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车市场规模的增大，为了满足电动汽车双向充电散热条件以及经济适用的需求，追求车载充电机的高效率已成为了发展趋势。双向车载充电机一般采用前级功率因数校正电路拓扑和后级CLLLC谐振变换器电路拓扑。对于后级CLLLC谐振变换器副边二极管不控整流，其导通损耗占比大，大大降低变换器效率。常见的改进方法是采用同步整流，当电流流经体二极管时开启驱动，使其换流到压降更低的沟道上来，从而达到降低损耗的目的。同步整流方法根据其控制信号的来源主要分为理论计算，电压检测，电流检测三类。理论计算方法依赖变换器自身参数以及采样值的准确性，很难达到满意的控制效果。电压检测法对传感器的电压检测范围和精度要求高，传感器使用数量大，不具备经济实用性。电流检测法需要添加互感器等电流传感器，会增大变换器的体积与成本。
[0003]因此，在经济适用的前提下，如何保证同步整流的准确性是一个需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种双向CLLLC变换器同步整流时序检测电路及控制方法，旨在解决现有技术中，采样器件成本高以及采样噪声大的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一、一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路
[0007]双向谐振变换器包括原边电路、变压器和副边电路，原边电路通过变压器与副边电路相连，原边电路中原边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为原边电压检测线圈，副边电路中副边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为副边电压检测线圈，变压器的磁芯外绕制有绕组并记为辅助绕组；同步整流时序检测电路包括第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路和控制单元，第一检测电路与副边电压检测线圈相连，第二检测电路与辅助绕组相连，第三检测电路与原边电压检测线圈相连，第一检测电路
‑
第三检测电路均与控制单元相连，控制单元分别与原边电路、副边电路相连。
[0008]所述第一检测电路和第三检测电路的结构相同，第一检测电路包括第一不控整流电路、峰值检波电路和第一比较电路，第一不控整流电路与副边电压检测线圈相连，第一不控整流电路与峰值检波电路相连，峰值检波电路与第一比较电路相连，第一比较电路与控制单元相连。
[0009]所述第二检测电路包括第二不控整流电路、差分分压网络和第二比较电路，第二不控整流电路与辅助绕组相连，第二不控整流电路与差分分压网络相连，差分分压网络与第二比较电路相连，第二比较电路与控制单元相连。
[0010]所述原边电路包括多个原边开关管组、原边谐振电感L
r1
、变压器励磁电感L
m
和原
边谐振电容C
r1
，多个原边开关管组之间设置为桥式电路，其中一个原边开关管组与电压U1相连，原边谐振电感L
r1
和原边谐振电容C
r1
均与桥式电路的桥臂中点相连，原边谐振电感L
r1
、变压器原边电感L
m
和原边谐振电容C
r1
之间串联，变压器励磁电感L
m
与变压器的初级绕组并联。
[0011]所述副边电路包括多个副边开关管组、副边谐振电感L
r2
、副边谐振电容C
r2
、第零电容C
o
和第一电阻R1；多个副边开关管组之间设置为桥式电路，桥式电路的一端与变压器的次级绕组一端之间通过副边谐振电容C
r2
相连，桥式电路的另一端与变压器的次级绕组另一端之间通过副边谐振电感L
r2
相连，桥式电路与第零电容C
o
、第一电阻R1之间并联。
[0012]二、一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路的控制方法
[0013]1)将副边电路或原边电路中进行整流的电路记为整流电路，整流电路对应的检测电路检测对应电压检测线圈的电压信号u1，检测电路对电压检测线圈的电压信号u1整流检波比较处理后获得第一比较电压信号u5并发送给控制单元；
[0014]2)第二检测电路检测辅助绕组的电压信号u2，第二检测电路对辅助绕组的电压信号u2差分比较处理后得到第二比较电压信号u7并发送给控制单元；
[0015]3)基于逆变电路的工作模式，控制单元根据第一比较电压信号u5或第二比较电压信号u7控制整流电路对应开关管的通断。
[0016]所述3)中，当逆变电路的工作模式为欠谐振模式时，控制单元判断第一比较电压信号u5是否存在上升沿，如果存在，则控制单元控制整流电路对应开关管的开通时刻为逆变电路对应开关管的开通时刻，以及整流电路对应开关管的关断时刻为第一比较电压信号u5的上升沿时刻，使得整流电路在欠谐振模式下实现同步整流。
[0017]所述3)中，当逆变电路的工作模式为过谐振模式或谐振点模式时，控制单元判断第二比较电压信号u7是否为方波信号，如果是方波信号，则控制单元控制整流电路对应开关管的开通时刻为第二比较电压信号u7的上升沿时刻，以及整流电路对应开关管的关断时刻为第二比较电压信号u7的下降沿时刻，使得整流电路在过谐振模式或谐振点模式下实现同步整流。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术通过对电压检测线圈电压信号的采集来间接反映副边谐振电感峰值电压的情况，巧妙的解决了传统电流检测方式附加的采样器件成本高以及采样噪声大等问题。
[0020]通过第一检测电路和第二检测电路分别检测出在不同模式下可以反映当前所述副边同步整流电路开关时序的比较电压信号，以该比较电压信号为依据在变换器的运行过程中能够在每个开关周期更新副边侧同步整流管的开关时序，提高了变换器的运行效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的双向CLLLC变换器同步整流时序检测电路(包括变换器)的电路结构图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的变换器处于欠谐振模式下的波形图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的变换器处于过谐振模式下的波形图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的双向CLLLC变换器同步整流时序控制方法的一种流程示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]双向谐振变换器包括原边电路、变压器和副边电路，原边电路通过变压器与副边电路相连，原边电路中原边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为原边电压检测线圈，副边电路中副边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为副边电压检测线圈，使得电压检测线圈上的电压峰值小于与对应谐振电感上电压峰值，并且两者的相位相同，变压器的磁芯外绕制有绕组并记为辅助绕组，辅助绕组并联第二电阻R2，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路，双向谐振变换器包括原边电路、变压器和副边电路，原边电路通过变压器与副边电路相连，其特征在于，原边电路中原边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为原边电压检测线圈，副边电路中副边谐振电感的磁芯外缠绕有检测线圈并记为副边电压检测线圈，变压器的磁芯外绕制有绕组并记为辅助绕组；同步整流时序检测电路包括第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路和控制单元，第一检测电路与副边电压检测线圈相连，第二检测电路与辅助绕组相连，第三检测电路与原边电压检测线圈相连，第一检测电路
‑
第三检测电路均与控制单元相连，控制单元分别与原边电路、副边电路相连。2.根据权利要求1所述的一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路，其特征在于，所述第一检测电路和第三检测电路的结构相同，第一检测电路包括第一不控整流电路、峰值检波电路和第一比较电路，第一不控整流电路与副边电压检测线圈相连，第一不控整流电路与峰值检波电路相连，峰值检波电路与第一比较电路相连，第一比较电路与控制单元相连。3.根据权利要求1所述的一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路，其特征在于，所述第二检测电路包括第二不控整流电路、差分分压网络和第二比较电路，第二不控整流电路与辅助绕组相连，第二不控整流电路与差分分压网络相连，差分分压网络与第二比较电路相连，第二比较电路与控制单元相连。4.根据权利要求1所述的一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路，其特征在于，所述原边电路包括多个原边开关管组、原边谐振电感L
r1
、变压器励磁电感L
m
和原边谐振电容C
r1
，多个原边开关管组之间设置为桥式电路，其中一个原边开关管组与电压U1相连，原边谐振电感L
r1
和原边谐振电容C
r1
均与桥式电路的桥臂中点相连，原边谐振电感L
r1
、变压器原边电感L
m
和原边谐振电容C
r1
之间串联，变压器励磁电感L
m
与变压器的初级绕组并联。5.根据权利要求1所述的一种双向谐振变换器同步整流时序检测电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正仕，戈瑞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：