谐振变换器装置及用于谐振变换器装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了谐振变换器装置及其使用的方法。该装置包括并联连接的多个谐振变换器，以及向其输出脉宽调制控制信号的控制模块，控制模块包括电压控制回路和电流控制回路，电压控制回路将感测后的输出电压与预定的参考电压进行比较，向多个变换器中的一个变换器输出脉宽调制控制信号以使得该一个变换器的输出电压等于预定的参考电压；电流控制回路将该一个变换器的经感测的输出电流作为参考电流，将该参考电流与多个变换器中除所述一个变换器之外的其他变换器的经感测的输出电流进行比较，生成频率调节变量，并进而为每个所述其他变换器计算各自的脉宽调制控制信号，以使得各变换器的输出电流相等。由此，本发明专利技术为变换器装置提供了电流平衡机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地说，涉及包括两个以上的并联连接的谐振变换器的变换器装置及用于该装置的方法。
技术介绍
目前，高功率变换器装置可以采用并联连接的两个或更多谐振变换器来提供高输出电流，这样有利于装置的维护，并且可以通过冗余并联来提高装置的可靠性。然而，尽管并联连接的多个谐振变换器可以通过采用对称的电路布局来得到相同的电流输出，但是由于电路特性之间存在的固有差异，实际中很难得到完全对称的布局，所以这些变换器之间一般会存在电流差。这将会降低变换器装置的效率并产生热损耗问题，而且对于输出电流很高的变换器而言，损耗会很大。因此，当前需要一种确保并联连接的多个谐振变换器的输出电流保持平衡的机制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷为两个或更多谐振变换器组成的谐振变换器装置提供电流平衡机制，以使得各变换器输出相等的电流。为了实现上述目的，本专利技术提供一种谐振变换器装置，包括并联连接的多个谐振变换器，以及向多个谐振变换器输出脉宽调制控制信号的控制模块，所述控制模块包括电压控制回路和电流控制回路，所述多个谐振变换器的输出电压经感测后连接到控制模块的电压感测端；所述多个谐振变换器中的每个的输出电流经感测后连接到控制模块的电流感测端；所述控制模块的电压控制回路将感测后的输出电压与预定的参考电压进行比较，根据比较结果向多个谐振变换器中的一个变换器输出脉宽调制控制信号以使得所述一个变换器的输出电压等于预定的参考电压；所述控制模块的电流控制回路将所述一个变换器的经感测的输出电流作为参考电流，将该参考电流与多个谐振变换器中除所述一个变换器之外的其他变换器的经感测的输出电流进行比较，根据比较结果为每个所述其他变换器生成脉宽调制控制信号的频率调节变量，并基于输出到所述一个变换器的脉宽调制控制信号和所述频率调节变量为每个所述其他变换器计算各自的脉宽调制控制信号，以使得每个所述其他变换器的输出电流与所述一个变换器的输出电流相等。这样，本专利技术的谐振变换器装置可以对各个变换器的输出电流进行均衡，以提高谐振变换器装置的效率并减少热损耗。本专利技术的谐振变换器装置的控制模块还可以进一步包括连接到电流控制回路的时移控制单元，其接收由电流控制回路输出的为每个所述其他变换器计算的脉宽调制控制信号，周期性地计算所述一个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号之间的时间差，为每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号计算作为死区时间 的时移，使得所述一个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号的时间差等于预定时间差，并将经过时移的每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号输出到各自的变换器，来降低输出电压的纹波。本专利技术还提供一种用于谐振变换器装置的方法，其中该谐振变换器装置包括并联连接的多个谐振变换器以及控制模块，该方法包括控制模块将感测后的多个谐振变换器的输出电压与预定的参考电压进行比较，根据比较的结果向多个谐振变换器中的一个变换器输出脉宽调制控制信号以使得所述一个变 换器的输出电压等于预定的参考电压；控制模块将所述一个变换器的经感测的输出电流作为参考电流，将所述参考电流与多个谐振变换器中除所述一个变换器之外的其他变换器的经感测的输出电流进行比较，根据比较结果为每个所述其他变换器生成脉宽调制控制信号的频率调节变量，并基于输出到所述一个变换器的脉宽调制控制信号和频率调节变量为每个所述其他变换器计算各自的脉宽调制控制信号，以使得每个所述其他变换器的输出电流与所述一个变换器的输出电流相等。本专利技术的用于谐振变换器装置的方法还包括所述控制模块还周期性地计算所述一个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号之间的时间差，对每个所述其他变换器的各自的脉宽调制控制信号计算作为死区时间的时移，使得所述一个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号的时间差等于预定时间差，并将经过时移的每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号输出到各自的变换器，来降低输出电压的纹波。本专利技术的谐振变换器装置中的谐振变换器并联在一起以提供更高的功率，并且各变换器输出的电流相同。即使本专利技术中的各变换器在布局上有所不同，也可以通过本专利技术的装置和方法实现对各个变换器的电流均衡。此外，本专利技术通过对脉冲调制控制信号进行时移，可以在对电流进行均衡的基础上使得输出电压的纹波满足使用的规范。附图说明本专利技术可以参照附图和说明书被更好地理解。图I示出了根据本专利技术的一种实施方式的谐振变换器装置的示意性框图；图2示出了图I所示的实施方式的控制模块的示意性框图；图3示出了图2所示的控制模块的工作流程示意图；图4示出了将本专利技术用于具有并联连接的两个LLC变换器的实施方式的电路示意图；图5示出了将本专利技术用于具有并联连接的多于两个LLC变换器的实施方式的电路示意图；图6示出了在根据本专利技术的如图4所示的实施例中调整时移的示例的示意图。具体实施例方式下文中结合示例性实施例来进一步描述本专利技术。图I示出了根据本专利技术的一种实施方式的谐振变换器装置100的示意性框图。变换器装置100包括谐振变换器A和谐振变换器B，它们接收输入电压V in并且输出电压为V 变换器A和变换器B的输出电流分别为IA()Ut和IBwt。为了在变换器A和变换器B获得相同的输出电流，可以对开关元件的开关频率进行调整。、-和IB()Ut经过感测后分别连接到控制模块110的IinA端和Iinfi端，输出电压V out连接到控制模块110的电压感测端V_sense。控制模块110作为脉宽调制模式(PWM)发生器向变换器A和变换器B输出控制信号fl和f2，由此驱动变换器A和变换器B的开关元件来分别调节变换器A和变换器B的输出，使得变换器A和变换器B的输出电流相等。图2示出了控制模块110的示意性框图。控制模块110包括电压回路控制器111、电流回路控制器113和时移控制器115。电压回路控制器111感测变换器A和变换器B的输出电压Vtjut，将感测后的电压Vsmse与参考电压Vref相比较之后，输出PWM控制信号f I给例如变换器A，由此调节变换器A的输出电压等于参考电压Vref。参考电压VMf可以预先存储在控制模块110中，也可以由用户进行更改。电压回路控制器可以用PID(比例积分微分)控制回路来实现。 电流回路控制器113接收变换器A和变换器B的输出电流Iw和IB()Ut经过感测后的电流IAsmse和IBsmse，并将变换器A的输出电流的感测后的电流IAs_作为参考电流Iref。电流回路控制器113根据参考电流Iref和变换器B的经过感测后的电流I—之间的差值产生表示频率偏移的变量A f。加法器117计算变量A f与fl相加的结果f2。如果IBsmse小于参考电流IMf，即变换器B的输出电流小于变换器A的输出电流，变量△ f将使变换器B的开关器件以更低的开关频率工作，以具有更高的增益，由此增加其输出电压，来输出更多的输出电流。如果IBs_大于参考电流Iref，即变换器B的输出电流IB()Ut大于变换器A的输出电流IA()Ut，则变量A f将使变换器B的开关器件以更高的开关频率工作，以减少输出电流，由此确保变换器A和变换器B的输出电流之间的平衡，即相等。电流回路控制器113也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振变换器装置，其包括并联连接的多个谐振变换器，以及向多个谐振变换器输出脉宽调制控制信号的控制模块，所述控制模块包括电压控制回路和电流控制回路， 所述多个谐振变换器的输出电压经感测后连接到控制模块的电压感测端； 所述多个谐振变换器中的每个的输出电流经感测后连接到控制模块的电流感测端； 所述控制模块的电压控制回路将感测后的输出电压与预定的參考电压进行比较，根据比较结果向多个谐振变换器中的一个变换器输出脉宽调制控制信号以使得所述ー个变换器的输出电压等于预定的參考电压； 所述控制模块的电流控制回路将所述一个变换器的经感测的输出电流作为參考电流，将该參考电流与多个谐振变换器中除所述ー个变换器之外的其他变换器的经感测的输出电流进行比较，根据比较结果为每个所述其他变换器生成脉宽调制控制信号的频率调节变量，并基于输出到所述ー个变换器的脉宽调制控制信号和频率调节变量为每个所述其他变换器计算各自的脉宽调制控制信号，以使得每个所述其他变换器的输出电流与所述ー个变换器的输出电流相等。2.根据权利要求I所述的谐振变换器装置，其特征在于所述控制模块还包括连接到电流控制回路的时移控制単元，其接收由所述电流控制回路输出的为每个所述其他变换器计算的脉宽调制控制信号，周期性地计算所述ー个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号之间的时间差，为每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号计算作为死区时间的时移，使得所述ー个变换器的脉宽调制控制信号与每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号的时间差等于预定时间差，并将经过时移的每个所述其他变换器的脉宽调制控制信号输出到各自的变换器，来降低输出电压的纹波。3.根据权利要求2所述的谐振变换器装置，其特征在于所述预定时间差是所述ー个变换器的脉宽调制控制信号的1/4周期。4.根据权利要求I或2所述的谐振变换器装置，电流控制回路在所述其他变换器中的任何一个变换器的经感测的输出电流小于所述參考电流吋，生成频率调节变量来降低输出到所述其他变换器中的所述任何一个变换器的脉宽调制控制信号的频率，并且在所述其他变换器中的所述任何一个变换器的经感测的输出电流大于所述參考电流吋，生成频率调节变量来增加输出到所述其他变换器中的所述任何一个变换器的脉宽调制控制信号的频率。5.根据权利要求I或2所述的谐振变换器装置，所述电压控制回路是PID控制回路，所述电流控制回路是PID控制回路。6.根据权利要求I或2所述的谐振变换器装置，所述多个谐振变换器是两个或更多变换器。7.根据权利要求2所述的谐振变换器装置，所述多个谐振变换器是LLC变换器。8.根据权利要求7所述的谐振变换器装置，所述多个变换器的每个包括开关单元、谐振単元、变压单元和整流単元，所述谐振単元的输出电流作为所述多个谐振变换器的输出电流，经感测后输出到所述控制模块的电流感测端，所述控制模块将脉宽调制控制信号分别输出到相应的所述多个谐振变换器的开关单元和整...

【专利技术属性】
技术研发人员：李太强，郑永宁，钟小芬，蔡毅，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：发明
国别省市：