本发明专利技术涉及采用LLC变换器的功率变换器的优化。功率变换器包括连接成接收输入信号和提供中间DC电压的输入级，和具有连接成接收中间DC电压和提供DC输出电压的LLC变换器的输出级。另外，功率变换器包括连接到输入级和输出级，以根据对中间DC电压的控制，调整DC输出电压和设定LLC变换器的目标工作参数的控制单元。还提供操作功率变换器的方法。
【技术实现步骤摘要】
本申请一般涉及功率变换，更具体地说，涉及功率变换器和操作功率变换器的方法。
技术介绍
电感-电感-电容(LLC)功率变换器是功率变换系统的日益重要部分。与其它功率变换器相比，LLC功率变换器具有许多优点。这些优点可以包括当在初级开关上在空载和满载之间循环时的零电压切换，以及提供较低的电磁发射。LLC功率变换器还可以在比其它多种形式的功率变换器更高的开关频率下工作，这又能够降低某些LLC功率变换器组件的大小。不过，当采用LLC功率变换器时，也会出现缺陷，这包括LLC变换器的振荡回路元件的组件容限因单元而异，从而形成不同的串联谐振增益曲线，和变换器输出电压的对应差别。 另外，因单元而异的LLC变换器的输入电压也形成DC输出电压差异。在这些方面的改进会有利于该领域。
技术实现思路
本公开的实施例提供功率变换器和操作功率变换器的方法。在一个实施例中，功率变换器包括连接成接收输入信号和提供中间DC电压的输入级，以及具有连接成接收中间DC电压和提供DC输出电压的LLC变换器的输出级。另外，功率变换器包括连接到输入级和输出级以根据对中间DC电压的控制，调整DC输出电压和设定LLC变换器的目标工作参数的控制单元。在另一方面，操作功率变换器的方法包括接收输入信号和提供中间DC电压，以及从具有耦接到中间DC电压的输入端的LLC变换器产生DC输出电压。所述方法还包括根据对中间DC电压的控制，调整DC输出电压和设定LLC变换器的目标工作参数。上面概述了本公开的优选特征和备选特征，以致本领域的技术人员可更好地理解本公开的以下详细说明。下面将说明本公开的、构成本公开的权利要求的主题的另外特征。本领域的技术人员会认识到，他们能够容易地把公开的构想和具体实施例用作设计或修改实现本公开的相同目的的其它结构的基础。附图说明现在参考结合附图进行的以下说明，其中图I图解说明按照本公开的原理构成的功率变换器的方框图；图2图解说明按照本公开的原理构成的另一个功率变换器的方框图；图3图解说明可以和图I或2的功率变换器一起使用的控制单元的实施例的扩展方框图；图4图解说明与可以用在按照本公开的原理构成的输出级中的LLC变换器对应的归一化增益曲线；图5图解说明表不与图I和2的输入级对应的中间DC电压的分布的直方图的例子；以及图6图解说明按照本公开的原理进行的操作功率变换器的方法的实施例的流程图。具体实施例方式本公开的实施例采用提供功率变换器输入级和输出级的总体闭环控制的控制单元，以便于几个操作问题的改进。这些操作问题包括LLC变换器的振荡回路元件的组件容限因单元而异，这会形成不同的串联谐振增益曲线，和影响DC输出电压。另外，如果不被抵消的话，因单元而异的中间DC电压会形成DC输出电压的差异。图I图解说明按照本公开的原理构成的功率变换器100的方框图。功率变换器100包括输入级105、输出级115和控制单元125。 输入级105包括具有典型输入端107a、107b的升压或升降压功率变换器，所述输入端107a、107b连接到根据需要可以是DC电压、单相AC电压或者3相AC电压的输入电压Vin。输入级105还包括具有连接成提供中间DC电压Vint的2个电平108、109的输出端。升压或升降压功率变换器是PFC(功率因数校正)结构，PFC结构具有常规的电压控制器和电流控制器，其中常规的电流控制器进一步耦接到控制单元125。输出级115包括电感-电感-电容(LLC)变换器，LLC变换器具有耦接到中间DC电压Vint的输入端，和提供DC输出电压Vout并接纳输出负载(未具体示出)的LLC输出端120a、120b。LLC变换器可以是具有耦接到控制单元125的常规控制开关的半桥或全桥LLC变换器。控制单兀125包括输出级控制t旲块130和输入级控制t旲块140。输出级控制t旲块130连接到DC输出电压Vout，以提供对应于DC输出电压Vout的输入(即，测量的Vout)。输出级控制模块130还采用第一基准(基准I)提供用于LLC变换器的输出级控制信号，和给输入级控制模块140的LLC工作参数(例如工作频率或周期)。用于LLC变换器的输出级控制信号可以按照常规方式被施加到LLC变换器的输入控制开关和变压器控制开关。输入级控制模块140采用第二和第三基准(基准2和基准3)，以及LLC工作参数和与测量的中间DC电压Vint对应的输入(测量的Vint)，提供给输入级105的升压或升降压功率变换器的输入级控制信号。用于升压或升降压功率变换器的输入级控制信号可被施加到其常规电流控制器。图2图解说明按照本公开的原理构成的另一个功率变换器200的方框图。功率变换器200包括输入级205、输出级215和控制单元225。在本实施例中，输入级205是3相3电平升压PFC功率变换器并且包括连接到3相AC输入电压Va、Vb、Vc的3个输入端207a、207b和207c。输入级205还包括具有连接成提供第一和第二中间DC电压Vintl、Vint2的3个电平208、209、210的输出端，如图所示。输入级205采用常规的电流和电压控制器，其中常规的电流控制器进一步耦接到控制单元225。输出级215包括具有耦接到第一和第二中间DC电压Vintl、Vint2的第一和第二串联连接输入端217a、217b和221a，221b的第一和第二交错LLC变换器216、220，如图所示。第一和第二并联连接输出端218a、222a和218b、222b提供DC输出电压Vout和接纳输出负载。第一和第二交错LLC变换器216、220可以是具有耦接到控制单元225的常规控制开关的半桥或全桥LLC变换器。控制单元225与控制单元125的操作相似，并且包括输出级控制模块230和输入级控制模块240。输出级控制模块230连接到DC输出电压Vout，以提供与DC输出电压Vout (即，测量的Vout)对应的输入，如前所述。输出级控制模块230还采用第一基准(基准I)提供用于第一和第二 LLC变换器216、220的输出级控制信号，和给输入级控制模块240的LLC工作参数(例如，工作频率或周期)。用于交错LLC变换器的输出级控制信号可以按照常规方式被施加到LLC变换器的输入控制开关和变压器控制开关。 输入级控制模块240采用第二和第三基准(基准2和基准3)，以及LLC工作参数和与第一和第二中间DC电压￥1社1、￥11^2(即，测量的￥11^，￥11^2)对应的输入，提供给输入级205的3相3电平升压功率变换器的输入级控制信号。用于3电平升压变换器的输入级控制信号可被施加到其常规电流控制器。图3图解说明可以和图I或2的功率变换器一起使用的控制单元300的实施例的扩展方框图。控制单元300包括输出级控制模块305和输入级控制模块315。输出级控制模块305的目的是调整与输出级需要的指令DC输出电压值对应的DC输出电压Vout。在图解说明的实施例中，指令DC输出电压由第一基准(基准I)以基准电压Vref的形式提供。求和元件307比较测量的DC输出电压Vout和指令DC输出电压Vout，以向输出级控制器309提供输出级误差信号。输出级控制器309可以是PI (比例积分)控制器并且提供与输出级误差信号成比例的输出控制器数字输出信号。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率变换器，包括：连接成接收输入信号和提供中间DC电压的输入级；具有连接成接收中间DC电压和提供DC输出电压的LLC变换器的输出级；和连接到输入级和输出级，以根据对中间DC电压的控制，调整DC输出电压和设定LLC变换器的目标工作参数的控制单元。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·雷迪，
申请(专利权)人：世系动力公司，
类型：发明
国别省市：
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