[发明专利]谐振功率变换器以及其工作频率的校准装置和方法

说明书

本发明公开了一种谐振功率变换器以及其工作频率的校准装置和方法，所述校准装置包括：谐振电感电压采样单元，与谐振功率变换器的谐振单元连接，用于通过谐振电感副边绕组耦合出谐振单元中谐振电感的谐振电感电压波形，并将谐振电感电压波形输出到控制单元；控制单元，与谐振电感电压采样单元、谐振功率变换器的输入单元连接，用于接收谐振电感电压波形，根据谐振电感电压波形判断谐振功率变换器的谐振频率是否等于工作频率，并根据判断结果对谐振功率变换器的当前工作频率进行校准。本发明能够准确确定LLC谐振电路的谐振频率。

技术领域

本发明涉及谐振功率变换器领域，尤其涉及一种谐振功率变换器及其工作频率的校准装置和方法。

背景技术

开关电源技术的发展方向是高频、高效和高功率密度，为此谐振功率变换器得到了越来越越多的开关电源工程师的重视，尤其是LLC串联谐振功率变换器。串联谐振功率变换器LLC工作频率在谐振频率时，可以实现原边场效应管(MOS)零电压开关(Zero VoltageSwitch，简称为ZVS)和副边整流管零电流开关(Zero Current Switch，简称为ZCS)，此时电源效率能达到最大值。但是，在实际电路中，由于谐振腔器件参数的偏差，会导致谐振频率出现偏差。如果开关频率只固定在标称的谐振频率，实际工作谐振频率点的偏差将会导致谐振功率变换器LLC的效率出现较大下降。因此，为了使串联谐振功率变换器LLC获得最优的效率，必须清楚知道串联谐振功率变换器LLC的谐振频率并将串联谐振功率变换器LLC的工作频率校准为谐振频率。

在现有技术中，其解决方法是检测谐振电感绕组耦合的电压波形，通过调整开关频率使耦合电压波形振铃最小，得出此时开关频率接近谐振频率。然而现有方案是二极管整流的峰值电压检测模式，二极管本身高低温特性变化大，同时整流滤波后变成直流也不能实时反应谐振电感电压波形，导致准确性、实时性都较差。

发明内容

本发明实施例提供一种谐振功率变换器以及其工作频率的校准装置和方法，用以解决现有技术中实际工作谐振频率点偏差导致的谐振功率变换器LLC的效率出现较大下降问题。

本发明实施例提供一种谐振功率变换器工作频率的校准装置，设置于谐振功率变换器，校准装置具体包括：

谐振电感电压采样单元，与谐振功率变换器的谐振单元连接，用于通过谐振电感副边绕组耦合出谐振单元中谐振电感电压波形，并将谐振电感电压波形输出到控制单元；

控制单元，与谐振电感电压采样单元、谐振功率变换器的输入单元连接，用于接收谐振电感电压波形，根据谐振电感电压波形判断谐振功率变换器的工作频率是否等于谐振频率，并根据判断结果对谐振功率变换器的最终工作频率进行校准。

优选地，控制单元与谐振功率变换器的输入单元连接，控制单元具体用于，控制输入单元的通断，根据谐振电感电压波形记录输入单元开关关断时刻以前两个时刻对应的两点谐振电感电压值，并根据两点谐振电感电压值的比较结果判断谐振功率变换器的工作频率是否等于谐振频率，并对谐振功率变换器的最终工作频率进行校准。

优选地，控制单元与谐振功率变换器的输出单元连接，控制单元进一步用于，在输出单元采用开关管时，同步控制输出单元的通断。

优选地，谐振电感电压采样单元具体包括：

电感耦合电路，用于通过谐振电感副边绕组感测谐振电感原边电压，耦合出谐振单元中谐振电感电压波形。

优选地，谐振电感电压采样单元进一步包括：

滤波电路，与电感耦合电路连接，用于滤除谐振电感电压波形中的高频干扰，并将滤除高频干扰后的谐振电感电压波形发送到限幅电路；

限幅电路，与滤波电路连接，用于基于控制单元中芯片的实际承受范围，限制谐振电感电压波形的高低电平。

优选地，谐振电感电压采样单元进一步包括：