[发明专利]并联连接的谐振转换器电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明提出一种谐振直流/直流(DC/DC)转换器并联的电路及其控制方法，可以在各转换器开关频率相等的情况下实现转换器之间的均流。 

背景技术

DC/DC转换器的发展趋势如同大部分的电源产品一样，朝着高效率的方向发展。谐振DC/DC转换器由于其软切换的特性，比较容易实现高效率。然而谐振DC/DC转换器仍存在一些缺陷，例如：串联谐振DC/DC转换器输出滤波器中的电流交流有效值高，造成输出滤波器损耗和体积较大。 

图1(a)-图1(d)是几种典型的谐振DC/DC转换器电路结构。图1(a)中包括一个直流电源，用来提供输入电压V_in，一个第一与一个第二开关S1-S2、电容C_s与C_o、一个电感L_s、一个变压器T、二极管D1-D2与负载R_o，用来提供输出电压V_o。图1(b)与图1(a)的不同在于该变压器T的初级并联一个电容C_p，另外S1-S2与L_s之间减少了电容C_s，且该变压器T的次级部分D1与C_o之间增加一个电感L_r。图1(c)与图1(b)的不同在于该S1-S2与L_s之间增加了电容C_s。图1(d)与图1(a)的不同在于该变压器T的初级并联一个励磁电感L_m。以图1(d)所示的LLC串联谐振DC/DC转换器为例，其主要工作模式的工作波形如图2所示。S1与S2是开关S1-S2的驱动信号，i_s与i_m分别是流经谐振电感L_s与励磁电感L_m的电流，i_m在开关S1、S2断开时刻的值分别是I_m与-I_m，V_ds1是开关S1漏级到其源极间的电压，i_D1、i_D2分别是输出整流二极管D1和D2的电流波形，I_o是转换器的输出电流，i_D1+i_D2-I_o 就是流过输出滤波器(输出电容)C_o的电流，V_cs是电容C_s的电压，其波形在每个周期中分为六个区间(t0-t1，t1-t2，...，t5-t6)，从第7个区间开始重复循环(t6＝t0)。从这些波形可以看出，由于i_D1、i_D2有较大的纹波，其峰值与平均值之差较大，造成输出滤波器(输出电容)C_o中电流有效值较大，从而增加了Co的损耗或体积。 

为了减小输出滤波器(输出电容)Co电流有效值，多个谐振转换器交错并联的工作方式是常用的有效方法之一。然而，由于谐振转换器的控制特性，谐振转换器的交错并联较难实现。 

这种交错并联的工作方式要求两个或两个以上的转换器的输入端与输出端各自并联在一起；在相同的开关频率下，通过设定各转换器的相位差，使迭加后的总电压或总电流中的某些交流分量相互抵消，从而减小输出滤波器(输出电容)Co的体积或损耗。交错并联方法在固定频率的脉宽调制(PWM)转换器中已经被广泛采用，因为在开关频率不变的情况下，PWM转换器可以通过改变占空比来调节电压和电流，各并联转换器之间很容易实现均流。在谐振转换器中，电压和电流的调节是通过改变开关频率来实现的，如果并联的谐振转换器被强制使用相同的开关频率，由于可能存在特性差别，各转换器之间很难实现均流；反之，如果各转换器各自调节电压和电流以实现均流，它们将无法保持在相同的开关频率，从而丢失交错并联的优点。 

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种并联连接的谐振转换器电路及其控制方法。 

发明内容

本发明提出一种谐振DC/DC转换器并联的电路及其控制方法，可以在各转换器开关频率相等的情况下实现转换器之间的均流。