[发明专利]一种LLC变换器数字软启动方法

说明书

本发明提出一种LLC变换器数字软启动方法，依序包括三个步骤：第一步，设定初始软启动的谐振电感电流上限I_rh和下限值I_rh，将启动时的浪涌电流限定在电路稳定工作的范围之内；第二步，当母线电压V_in为稳定值时，再加驱动脉冲，满足关系I_rh＜I_rl；当先施加脉冲驱动，母线电压由零开始上升，则满足I_rh＞I_rl关系；第三步，根据电路的设计参数，通过解微分方程，准确地计算出各个开关管的开关时间。采用本方法可将启动时的谐振电感的浪涌电流限制在电路稳定工作的范围之内，大幅减小启动时的谐振电感的浪涌电流。

技术领域

本发明涉及电力电子与电力传动技术领域，具体地说，涉及一种运用在DC/DC(直流/直流)变换中的LLC变换器数字软启动方法。

背景技术

众所周知，电能变换，特别是DC/DC(直流/直流)变换技术广泛应用在多种电子设备中，如PC机、蜂房式电话机等。这是由于构成这些设备的各个子电路分别需要在不同的电压电平下保持正常运行，DC/DC(直流/直流)变换器即用于实现从直流电源转换成所需的各不同电压电平。

作为实现DC/DC变换的常用线性调节器常会消散过多的热量。当今，LLC(电感-电容-电感)变换器以其具有高效率，平滑波形和高功率密度等优点，已经受到日益广泛的应用。但是，LLC转换器在以谐振模式运行期间，其中作为功率开关所采用的MOSFET器件的启动时间，以及在其中电容器充放电过程中往往会产生过大的瞬时电流或浪涌电流。

参照题为《通过操作模式切换进行的LLC软启动》的中国专利申请201080065116.3，其中公开了一种减少LLC转换器中的浪涌电流的方法。如图6所示，按照该方法，在LLC转换器(100)启动期间将具有固定周期及可变工作循环的第一PWM信号和第二PWM信号分别加于第一开关(SW1)和第二开关(SW2)，并当经配置以耦合到整流电路(106)的负载上的电压等于或高于第一预定电压时，将具有固定周期及可变工作循环的第一谐振模式信号加于所述第一开关(SW1)，以及并当连接到所述转换器的负载上的电压等于或高于第一预定电压时，将具有固定周期及可变工作循环的第二谐振模式信号加于所述第二开关(SW2)。

对于上述发明而言，究其实质在于，其中半桥LLC软启动采用PWM(脉冲宽度调制)，通过从零不断增加驱动脉冲的占空比来实现软启动的方法。当脉冲驱动占空比较小时，半桥臂各个开关管为硬开关。然而，采用该种软启动方法并不能有效地将浪涌电流限制在一定范围之内。对照该文，其中附图示出相应的LLC谐振变换器主电路，本领域技术人员可以理解，其中启动时谐振电感和谐振电容的初始值造成启动浪涌电流。

发明内容

本发明目的在于克服上述相关现有技术的不足，提供一种LLC变换器数字软启动方法，将启动时的谐振电感的浪涌电流限制在电路稳定工作的范围之内。

本发明是以如下方案实现的，一种LLC变换器数字软启动方法，依序包括三个步骤：

第一步，设定初始软启动的谐振电感电流上限和下限值，将启动时的浪涌电流限定在电路稳定工作的范围之内；

第二步，当母线电压V_in为稳定值时，再加驱动脉冲，满足关系I_rh＜I_rl；当先施加脉冲驱动，母线电压由零开始上升，则满足I_rh＞I_rl关系；

第三步，根据电路的设计参数，通过解微分方程，准确地计算出各个开关管的开关时间。

上述第二和第三步防止了由于频率变换太快，防止软启动中后面继续出现谐振电感电流超出允许范围的情况。

整个过程采用数字查表控制的方法来进行。