一种非隔离谐振变换器及其控制方法技术

本发明专利技术实施方式公开了一种非隔离谐振变换器及等效励磁阻抗的调节方法，该非隔离谐振变换器包括：控制器

【技术实现步骤摘要】
一种非隔离谐振变换器及其控制方法


[0001]本专利技术实施方式涉及谐振变换器领域，特别是涉及一种非隔离谐振变换器及其控制方法
。

技术介绍

[0002]为了提高效率和功率密度，近些年来，
LLC
谐振变换器在隔离型
DC/DC
电源被广泛地使用
。LLC
谐振变换器凭借其软开关的特性，能够实现原边开关管
ZVS
开通，输出整流管的
ZCS
关断，可以有效减小原边开关管损耗和副边二极管反向恢复损耗，且具有优良的电磁干扰特性
。LLC
除了在隔离型
DC/DC
电源中应用外，还可以在非隔离型
DC/DC
电源中应用
[0003]但
LLC
拓扑结构仅适合恒压输出，在某些应用中，例如电池充电的应用中，输出除了有恒压输出的需求外，还需要有恒流输出的需求，而单凭传统
LLC
拓扑结构是完全无法满足要求的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种非隔离谐振变换器及其控制方法，能够通过分别控制电感组件和电容组件，使谐振电路置为
LLC
拓扑
、LCC
拓扑或四器件拓扑，以使非隔离谐振变换器分别工作在恒压模式
、
恒流模式以及具有高带载能力的重载恒压模式
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是：提供一种非隔离谐振变换器，包括：控制器
、
采样电路
、
开关电路
、
谐振电路和整流输出电路，其中，所述开关电路被配置为输出方波信号至所述谐振电路；所述谐振电路用于调节并输出所述方波信号至所述整流输出电路；所述谐振电路包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元用于分压，所述第二谐振单元用于调节所述方波信号；所述整流输出电路用于对所述方波信号进行整流，以输出直流信号至负载；所述采样电路用于获取所述直流信号的电压值以及所述直流信号的电流值；所述控制器响应于所述电压值或电流值控制所述谐振电路置为
LLC
拓扑或
LCC
拓扑或四器件拓扑，相应使得所述非隔离谐振变换器工作在恒压模式或恒流模式或重载恒压模式
。
[0006]在一些实施例中，所述谐振电路包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元包括谐振电容和谐振电感，所述谐振电容的第一端连接至所述开关电路，所述谐振电容的第二端连接至所述谐振电感的第一端，谐振电感的第二端连接至所述第二谐振单元
。
[0007]在一些实施例中，所述第二谐振单元包括电感模块和电容模块，所述电感模块和所述电容模块之间为串联关系
。
[0008]在一些实施例中，所述电感模块包括调节电感和第二可控开关，所述调节电感与所述第二可控开关之间为并联关系
。
[0009]在一些实施例中，所述电容模块包括调节电容和第一可控开关，所述调节电容与
所述第一可控开关之间为并联关系
。
[0010]在一些实施例中，所述开关电路包括全桥开关电路
、
对称半桥开关电路和不对称半桥开关电路
。
[0011]在一些实施例中，所述整流输出电路包括倍压整流电路和全桥整流电路
。
[0012]在一些实施例中，所述第一可控开关为继电器或开关管，第二可控开关为继电器或开关管
。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种控制方法，应用于如上所述的非隔离谐振变换器，所述非隔离谐振变换器默认工作在恒压模式，所述方法包括：获取采样电路所采集的采样电流或采样电压；判断所述采样电流是否超过第一电流阈值，和
/
或所述采样电压是否低于第一电压阈值；若是，则控制第一可控开关断开，使所述非隔离谐振变换器工作在重载恒压模式；从断开所述第一可控开关开始计时，在持续时间达到预设时间时，判断所述采样电流是否超过第二电流阈值，和
/
或所述采样电压是否低于第二电压阈值；若是，则控制第二可控开关闭合，使所述非隔离谐振变换器工作在恒流模式
。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种控制方法，应用于如上所述的非隔离谐振变换器，所述非隔离谐振变换器默认工作在恒流模式，所述方法包括：获取采样电路所采集的采样电流或采样电压；判断所述采样电流是否低于第三电流阈值，和
/
或所述采样电压是否超过第三电压阈值；若是，则控制第二可控开关断开，使所述非隔离谐振变换器工作在重载恒压模式；从断开所述第二可控开关开始计时，在持续时间达到预设时间时，判断所述采样电流是否低于第四电流阈值，和
/
或所述采样电压是否超过第四电压阈值；若是，则控制第一可控开关闭合，使所述非隔离谐振变换器工作在恒压模式
。
[0015]本专利技术实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施方式通过分别控制电感组件和电容组件，使谐振电路置为
LLC
拓扑
、LCC
拓扑或四器件拓扑，以使非隔离谐振变换器分别工作在恒压模式
、
恒流模式以及具有高带载能力的重载恒压模式，满足某些应用场景对于恒压输出以及恒流输出的需求
。
附图说明
[0016]图1是隔离
LLC
谐振变换器的电路拓扑图；
[0017]图2是隔离
LCC
谐振变换器的电路拓扑图；
[0018]图3是隔离
LLC
谐振变换器的直流特性曲线图；
[0019]图4是隔离
LCC
谐振变换器的直流特性曲线图；
[0020]图5是本专利技术实施方式提供的一种非隔离谐振变换器的结构示意图；
[0021]图6是本专利技术实施方式提供的一种非隔离谐振变换器的结构示意图，示出了谐振电路的电路结构；
[0022]图7是本专利技术实施方式提供的一种非隔离谐振变换器的电路拓扑图；
[0023]图8是本专利技术实施方式提供的一种控制方法的流程示意图；
[0024]图9是本专利技术实施方式提供的另一种控制方法的流程示意图
。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明
。
以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术
。
应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进
。
这些都属于本专利技术的保护范围
。
[0026]为了使本申请的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非隔离谐振变换器，其特征在于，包括：控制器
、
采样电路
、
开关电路
、
谐振电路和整流输出电路，其中，所述开关电路被配置为输出方波信号至所述谐振电路；所述谐振电路用于调节并输出所述方波信号至所述整流输出电路；所述整流输出电路用于对所述方波信号进行整流，以输出直流信号至负载；所述采样电路用于获取所述直流信号的电压值以及所述直流信号的电流值；所述控制器响应于所述电压值或电流值控制所述谐振电路置为
LLC
拓扑或
LCC
拓扑或四器件拓扑，相应使得所述非隔离谐振变换器工作在恒压模式或恒流模式或重载恒压模式
。2.
根据权利要求1所述的非隔离谐振变换器，其特征在于，所述谐振电路包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元包括谐振电容和谐振电感，所述谐振电容的第一端连接至所述开关电路，所述谐振电容的第二端连接至所述谐振电感的第一端，谐振电感的第二端连接至所述第二谐振单元
。3.
根据权利要求2所述的非隔离谐振变换器，其特征在于，所述第二谐振单元包括电感模块和电容模块，所述电感模块和所述电容模块之间为串联关系
。4.
根据权利要求3所述的非隔离谐振变换器，其特征在于，所述电感模块包括调节电感和第二可控开关，所述调节电感与所述第二可控开关之间为并联关系
。5.
根据权利要求3所述的非隔离谐振变换器，其特征在于，所述电容模块包括调节电容和第一可控开关，所述调节电容与所述第一可控开关之间为并联关系
。6.
根据权利要求1所述的非隔离谐振变换器，其特征在于，所述开关电路包括全桥开关电路
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，李思琦，陈泽树，
申请(专利权)人：深圳市大能创智半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：