谐振型双向变换器的控制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种谐振型双向变换器的控制电路

【技术实现步骤摘要】
谐振型双向变换器的控制电路、方法和系统


[0001]本专利技术涉及双向直流变换器领域，尤其是涉及一种谐振型双向变换器的控制电路
、
方法和系统
。

技术介绍

[0002]谐振型双向变换器可以通过变频控制，实现宽电压范围应用和能量的双向流动，且在全负载范围内都可以实现软开关
。
在宽禁带半导体
SiC、GaN
的逐步应用的趋势下，谐振型双向变换器所具备的高频化特点，可以更加适用这类新器件，并实现高功率密度，因此在双向变换器应用中更有发展前景
。
[0003]然而，要实现宽电压范围，谐振型双向变换器变频控制的工作频率范围也较宽，这导致了磁件损耗增加，体积也难以减小，效率和功率密度也难以提升
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种谐振型双向变换器的控制电路
、
方法和系统，以实现宽范围电压范围的同时，降低开关频率范围，降低磁件的损耗与体积，提升变换器的效率和功率密度
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种谐振型双向变换器的控制电路，该控制电路包括双环调节模块
、
振荡器
、
第一移相控制模块和第二移相控制模块；双环调节模块与谐振型双向变换器的输出端连接；振荡器与双环调节模块连接，振荡器还分别与第一移相控制模块和第二移相控制模块连接；第一移相控制模块和第二移相控制模块与谐振型双向变换器的第一驱动电路连接；第一驱动电路为输出端所在的原边驱动电路或副边驱动电路；振荡器还与谐振型双向变换器的第二驱动电路连接；双环调节模块用于采集谐振型双向变换器的输出电压和输出电流，并输入参考电压，输出调节信号；振荡器用于输入调节信号，输出频率信号；第一移相控制模块用于输入频率信号，向第一驱动电路输出第一驱动信号，以控制第一驱动电路对应的同步整流桥臂；第二移相控制模块用于输入频率信号和参考电压，向第一驱动电路输出第二驱动信号，以控制第一驱动电路对应的滞后桥臂；振荡器还用于输出第三驱动信号，以控制第二驱动电路对应的桥臂
。
[0006]进一步的，当第一驱动电路为原边驱动电路时，第二驱动电路为副边驱动电路；当第一驱动电路为副边驱动电路时，第二驱动电路为原边驱动电路
。
[0007]进一步的，上述第三驱动信号的信号频率与上述频率信号指示的频率相匹配
。
[0008]进一步的，当谐振型双向变换器为充电模式时，上述第一驱动电路为副边驱动电路；当谐振型双向变换器为放电模式时，上述第一驱动电路为原边驱动电路
。
[0009]进一步的，双环调节模块包括电压环调节模块和电流环调节模块；电压环调节模块用于输入输出电压和参考电压，输出参考电流；电流环调节模块用于输入输出电流和所述参考电流，输出调节信号
。
[0010]进一步的，上述第一移相控制模块中设置有频率信号和滞后相位时间之间的第一
对应关系；滞后相位时间为：第一驱动信号相对于第三驱动信号的滞后相位时间；第一移相控制模块还用于：基于输入的频率信号和第一对应关系确定滞后相位时间；基于确定出的滞后相位时间，控制输出第一驱动信号；第一驱动信号相对于第三驱动信号滞后滞后相位时间
。
[0011]进一步的，上述第一移相控制模块还设置有死区时间；第一移相控制模块还用于：基于确定出的滞后相位时间和死区时间，控制输出第一驱动信号；第一驱动信号相对于第三驱动信号滞后该滞后相位时间和死区时间的时间和
。
[0012]上述第二移相控制模块中设置有参考电压和滞后时间之间的第二对应关系；其中，滞后时间为：第二驱动信号相对于第一驱动信号的滞后时间；第二移相控制模块还用于：基于输入的参考电压和第二对应关系确定滞后时间；基于确定出的滞后时间和频率信号，控制输出第二驱动信号；第二驱动信号相对于第一驱动信号滞后该滞后时间
。
[0013]上述频率信号指示的频率大于谐振型双向变换器的谐振频率
。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供了一种谐振型双向变换器的控制方法，控制方法应用于上述谐振型双向变换器的控制电路；该控制方法包括：控制电路中的双环调节模块采集谐振型双向变换器的输出电压和输出电流，并输入参考电压，输出调节信号；控制电路中的振荡器输入调节信号，输出频率信号；控制电路中的第一移相控制模块输入频率信号，向谐振型双向变换器的第一驱动电路输出第一驱动信号，以控制第一驱动电路对应的同步整流桥臂；控制电路中的第二移相控制模块输入频率信号和参考电压，向第一驱动电路输出第二驱动信号，以控制第一驱动电路对应的滞后桥臂；上述振荡器输出第三驱动信号，以控制谐振型双向变换器的第二驱动电路对应的桥臂
。
[0015]进一步地，当第一驱动电路为原边驱动电路时，第二驱动电路为副边驱动电路；当第一驱动电路为副边驱动电路时，第二驱动电路为原边驱动电路
。
[0016]进一步的，上述第三驱动信号的信号频率与频率信号指示的频率相匹配
。
[0017]进一步的，上述第一移相控制模块中设置有频率信号和滞后相位时间之间的第一对应关系；滞后相位时间为：第一驱动信号相对于第三驱动信号的滞后相位时间；上述方法还包括：第一移相控制模块基于输入的频率信号和第一对应关系确定滞后相位时间；基于确定出的滞后相位时间，控制输出第一驱动信号；第一驱动信号相对于第三驱动信号滞后该滞后相位时间
。
[0018]进一步的，第一移相控制模块还设置有死区时间；上述方法还包括：第一移相控制模块基于确定出的滞后相位时间和死区时间，控制输出第一驱动信号；第一驱动信号相对于第三驱动信号滞后该滞后相位时间和死区时间的时间和
。
[0019]进一步的，上述第二移相控制模块中设置有参考电压和滞后时间之间的第二对应关系；其中，滞后时间为：第二驱动信号相对于第一驱动信号的滞后时间；上述方法还包括：第二移相控制模块基于输入的参考电压和第二对应关系确定滞后时间；基于确定出的滞后时间和频率信号，控制输出第二驱动信号；第二驱动信号相对于第一驱动信号滞后该滞后时间
。
[0020]进一步的，上述方法还包括：如果控制谐振型双向变换器在相同功率下输出不同的输出电压，根据参考电压和第二对应关系确定滞后时间，通过变频控制闭环调节频率信号，以控制输出电压的恒定输出；当参考电压增加时，滞后时间增加，频率信号指示的频率
也增加，以控制输出电压达到预设电压
。
[0021]进一步的，上述方法还包括：如果控制谐振型双向变换器在同一电压下输出不同功率时，保持滞后时间不变，通过变频控制闭环调节频率信号，以控制输出电压在不同负载下的恒定输出；当负载降低，且频率信号对应的频率达到预设的频率上限，降低滞后时间，以控制输出电压的恒定输出
。
[0022]进一步的，上述频率信号指示的频率大于谐振型双向变换器的谐振频率
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种谐振型双向变换器的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括双环调节模块
、
振荡器
、
第一移相控制模块和第二移相控制模块；所述双环调节模块与谐振型双向变换器的输出端连接；所述振荡器与所述双环调节模块连接，所述振荡器还分别与所述第一移相控制模块和所述第二移相控制模块连接；所述第一移相控制模块和所述第二移相控制模块与所述谐振型双向变换器的第一驱动电路连接；所述第一驱动电路为所述输出端所在的原边驱动电路或副边驱动电路；所述振荡器还与所述谐振型双向变换器的第二驱动电路连接；所述双环调节模块用于采集所述谐振型双向变换器的输出电压和输出电流，并输入参考电压，输出调节信号；所述振荡器用于输入所述调节信号，输出频率信号；所述第一移相控制模块用于输入所述频率信号，向所述第一驱动电路输出第一驱动信号，以控制所述第一驱动电路对应的同步整流桥臂；所述第二移相控制模块用于输入所述频率信号和所述参考电压，向所述第一驱动电路输出第二驱动信号，以控制所述第一驱动电路对应的滞后桥臂；所述振荡器还用于输出第三驱动信号，以控制所述第二驱动电路对应的桥臂
。2.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述第一驱动电路为原边驱动电路时，所述第二驱动电路为副边驱动电路；当所述第一驱动电路为副边驱动电路时，所述第二驱动电路为原边驱动电路
。3.
根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第三驱动信号的信号频率与所述频率信号指示的频率相匹配
。4.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述谐振型双向变换器为充电模式时，所述第一驱动电路为副边驱动电路；当所述谐振型双向变换器为放电模式时，所述第一驱动电路为原边驱动电路
。5.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述双环调节模块包括电压环调节模块和电流环调节模块；所述电压环调节模块用于输入所述输出电压和所述参考电压，输出参考电流；所述电流环调节模块用于输入所述输出电流和所述参考电流，输出所述调节信号
。6.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一移相控制模块中设置有所述频率信号和滞后相位时间之间的第一对应关系；所述滞后相位时间为：所述第一驱动信号相对于第三驱动信号的滞后相位时间；所述第一移相控制模块还用于：基于输入的所述频率信号和所述第一对应关系确定滞后相位时间；基于确定出的所述滞后相位时间，控制输出所述第一驱动信号；所述第一驱动信号相对于所述第三驱动信号滞后所述滞后相位时间
。7.
根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述第一移相控制模块还设置有死区时间；所述第一移相控制模块还用于：基于确定出的所述滞后相位时间和所述死区时间，控制输出所述第一驱动信号；所述第一驱动信号相对于所述第三驱动信号滞后所述滞后相位时间和所述死区时间的时间和
。
8.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第二移相控制模块中设置有所述参考电压和滞后时间之间的第二对应关系；其中，所述滞后时间为：所述第二驱动信号相对于所述第一驱动信号的滞后时间；所述第二移相控制模块还用于：基于输入的所述参考电压和所述第二对应关系确定滞后时间；基于确定出的所述滞后时间和所述频率信号，控制输出所述第二驱动信号；所述第二驱动信号相对于所述第一驱动信号滞后所述滞后时间
。9.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述频率信号指示的频率大于所述谐振型双向变换器的谐振频率
。10.
一种谐振型双向变换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于权利要求1‑9任一项所述的谐振型双向变换器的控制电路；所述控制方法包括：所述控制电路中的双环调节模块采集所述谐振型双向变换器的输出电压和输出电流，并输入参考电压，输出调节信号；所述控制电路中的振荡器输入所述调节信号，输出频率信号；所述控制电路中的第一移相控制模块输入所述频率信号，向所述谐振型双向变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江涛，任天一，王腾飞，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：