【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电源控制，尤其涉及一种电源变换电路的控制方法、系统及控制器。
技术介绍
1、全桥/半桥llc谐振软开关电源技术具有转换效率特别高的优点，广泛应用在电池充电电源及其它充电电源领域。但基于调频的llc变换电路相比传统如调占空比的全桥移相变换、全桥正激变换等电路相比，存在输出电压调节范围窄的缺点，例如，调节范围可以为1~1.6倍，更大倍率的调节非常困难。其中，llc谐振变换在谐振点时增益为1，通过降低频率可提高增益，但范围受限，如增益超过1.6以上时，谐振参数设计越来越困难，电源变换效率也将下降，少有采用；而调高频率可以降低增益＜1，但此时工作在硬开关模式，转换效率低、开关器件冲击大，也少有采用。因此，单独llc变换增益变化超出[1,1.6]时，难以实现，按照此增益范围，假定一llc变换输出设计最高电压16v（对应增益1.6），那么最低只能实现输出10v（对应增益1），而10v以下，由于电流电压纹波大、效率差、无法实现软开关等等原因，难以有效工作。
2、于是，为了应对宽电压输出的场景需要，对于需适配宽电压输出的，如电池充电柜、电源设备等，电源变换电路通常设置为两级变换，一级llc谐振软开关实现高效率隔离变换，再加一级如buck硬开关变换控制实现宽电压调节，从而实现0v~额定值电压的全电压范围输出。
3、上述两级变换设计方式中，一般采用两级独立控制（或称内外环控制），此类控制方法最为简单，但存在两级变换整体电源转换效率不是最高，并且输出纹波电流相对较高等缺点。
技术实现思路<
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种电源变换电路的控制方法、系统及控制器，可以有效解决现有宽范围电源变换电路存在电源转换效率低和输出纹波电流高的问题等。
2、第一方面，本申请实施例提供一种电源变换电路的控制方法，所述方法适用于电源变换电路；所述电源变换电路包括前级llc电路和后级buck电路；
3、所述前级llc电路包括n组llc谐振单元；所述后级buck电路包括m路buck单元；其中，n的大小根据所述电源变换电路的输入和llc谐振单元中mos开关器件的耐压值确定；m的大小根据所述电源变换电路输出和选取的mos开关器件电流能力确定；所述方法包括：
4、根据所述电源变换电路的工作场景及电路设计构成，确定所述电源变换电路的整体增益，标记为电源变换电路总增益；
5、根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的多个档位中选择所述电源变换电路工作的档位；其中，多个所述档位均根据所述前级llc电路的开闭环工作状态、所述前级llc电路的增益，以及所述后级buck电路的开闭环工作状态和所述buck单元的占空比的取值不同而设定；
6、根据选择的所述电源变换电路工作的档位，控制所述电源变换电路进行转换工作。
7、在一些实施例中，在所述控制所述电源变换电路进行转换工作时，所述方法还包括：控制n组llc谐振单元之间对应的输入信号的频率相同，各输入信号间相位差为360°/n；控制m路buck单元之间对应的输入信号的相位差360°/m，占空比相同；控制所述buck单元工作在ccm连续电流模式。
8、在一些实施例中，所述多个所述档位均根据所述前级llc电路的开闭环工作状态、所述前级llc电路的增益，以及所述后级buck电路的开闭环工作状态和所述buck单元的占空比的取值不同及不同状态组合而设定，包括：
9、根据所述buck单元的组数m，确定m+1个所述档位；
10、m+1个所述档位对应的前级llc电路和所述后级buck电路工作状况如下：
11、第1档位：控制所述前级llc电路工作于调频闭环控制态，控制所述前级llc电路的增益在[1，g]，1.35≤g≤1.45；控制所述后级buck电路工作于固定直通状态；
12、第2至m档位中任一档位j：控制所述前级llc电路工作于调频闭环控制态，所述前级llc电路增益在[1，g]，1.35≤g≤1.45；控制所述后级buck电路开环工作于固定占空比状态；2≤j≤m；
13、第m+1档位：控制所述前级llc电路开环工作于固定谐振点，所述前级llc电路的增益为1，控制所述后级buck电路工作于占空比调节的闭环控制状态。
14、在一些实施例中，所述根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的多个档位中选择所述电源变换电路工作的档位，包括：
15、将所述电源变换电路总增益的取值范围[0，g]，按照所述电源变换电路总增益递减的方式划分为m+1个子增益区间，对应标记为第i子增益区间，1≤i≤m+1；
16、判断所述电源变换电路总增益所处的子增益区间，得到确定的子增益区间；判断所述电源变换电路的带载状况；所述电源变换电路的带载状况包括正常带载和轻载；所述正常带载指负载电流大于额定电流设定比例值；
17、若确定的子增益区间位于第q个子增益区间，1≤q≤m，且所述电源变换电路的带载状况为正常带载，则选择第q个档位；
18、若确定的子增益区间位于第m+1个子增益区间或者所述电源变换电路的带载状况为轻载时，则选择第m+1个档位。
19、在一些实施例中，所述根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的多个档位中选择所述电源变换电路工作的档位，还包括：
20、在负载电流大于设定电流值且工作于[2，m]档位，则保持所述buck单元工作在ccm连续电流模式，并根据电感大小、负载电流、buck单元输入输出电压确定降低所述buck单元的开关频率。
21、在一些实施例中，所述根据所述电源变换电路的工作场景及电路设计构成，确定所述电源变换电路的整体增益，标记为电源变换电路总增益，包括：
22、若所述前级llc电路中n组llc谐振单元串联，则所述电源变换电路总增益采用以下公式得到：
23、
24、若所述前级llc电路中n组llc谐振单元并联，则所述电源变换电路总增益采用以下公式得到：
25、
26、其中，表示电源变换电路的总增益，表示输出电压，k表示电源变换电路变比，m表示buck单元组数，表示输入电压。
27、在一些实施例中，1≤n≤6，1≤m≤6。
28、第二方面，本申请实施例提供一种电源变换电路控制系统，所述系统包括控制器和电源变换电路；所述电源变换电路包括：所述电源变换电路包括串联连接的前级llc电路和后级buck电路；所述前级llc电路包括n组llc谐振单元；所述后级buck电路包括m路buck单元；其中，n的大小根据所述电源变换电路的输入和llc谐振单元中mos耐压能力确定；m的大小根据所述电源变换电路输出确定；
29、所述控制器根据本申请第一方面提供的一种电源变换电路的控制方法控制所述电源变换电路。
30、在一些实施例中，在输入电压小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述方法适用于电源变换电路；所述电源变换电路包括前级LLC电路和后级BUCK电路；
2.根据权利要求1所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，在所述控制所述电源变换电路进行转换工作时，所述方法还包括：控制N组LLC谐振单元之间对应的输入信号的频率相同，各输入信号间相位差为360°/N；控制M路BUCK单元之间对应的输入信号的相位差360°/M，占空比相同；控制所述后级BUCK电路工作在CCM连续电流模式。
3.根据权利要求1所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述多个所述档位均根据所述前级LLC电路的开闭环工作状态、所述前级LLC电路的增益，以及所述后级BUCK电路的开闭环工作状态和所述BUCK单元的占空比的取值不同及不同状态组合而设定，包括：
4.根据权利要求3所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的多个档位中选择所述电源变换电路工作的档位，包括：
5.根据权利要求3所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所
6.根据权利要求1所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述电源变换电路的工作场景及电路设计构成，确定所述电源变换电路的整体增益，标记为电源变换电路总增益，包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，1≤N≤6，1≤M≤6。
8.一种电源变换电路控制系统，其特征在于，所述系统包括控制器和电源变换电路；所述电源变换电路包括：所述电源变换电路包括串联连接的前级LLC电路和后级BUCK电路；所述前级LLC电路包括N组LLC谐振单元；所述后级BUCK电路包括M路BUCK单元；其中，N的大小根据所述电源变换电路的输入和LLC谐振单元中MOS耐压能力确定；M的大小根据所述电源变换电路输出确定；
9.根据权利要求8所述的电源变换电路控制系统，其特征在于，在输入电压小于输入高压界限值时，则N组LLC谐振单元并联；
10.一种电源变换控制器，其特征在于，所述电源变换控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求1-7中任一项所述的电源变换电路的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述方法适用于电源变换电路；所述电源变换电路包括前级llc电路和后级buck电路；
2.根据权利要求1所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，在所述控制所述电源变换电路进行转换工作时，所述方法还包括：控制n组llc谐振单元之间对应的输入信号的频率相同，各输入信号间相位差为360°/n；控制m路buck单元之间对应的输入信号的相位差360°/m，占空比相同；控制所述后级buck电路工作在ccm连续电流模式。
3.根据权利要求1所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述多个所述档位均根据所述前级llc电路的开闭环工作状态、所述前级llc电路的增益，以及所述后级buck电路的开闭环工作状态和所述buck单元的占空比的取值不同及不同状态组合而设定，包括：
4.根据权利要求3所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的多个档位中选择所述电源变换电路工作的档位，包括：
5.根据权利要求3所述的电源变换电路的控制方法，其特征在于，所述根据所述电源变换电路总增益和所述电源变换电路的带载状况，在设定的...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭诗干，唐建明，钟康，黄旭辉，高飞，
申请(专利权)人：深圳通业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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