[发明专利]全桥LLC谐振变换器谐振频率跟踪方法

说明书

本发明涉及一种全桥LLC谐振变换器谐振频率跟踪方法，包括：配置控制器底层，在开关管关断前的给定超前时刻Δt触发控制器采集给定超前时刻Δt的副边整流二极管的超前电流值i_{D_off}；PI调节全桥LLC谐振变换器开关频率f，将副边整流二极管的超前电流值i_{D_off}控制在预设的目标范围内，实现对LLC谐振频率f_r的跟踪。该方法可实现谐振频率的快速跟踪，将开关频率调整至谐振频率点左侧且接近谐振频率处，使谐振变换器工作在最优区域，全桥开关管实现零电压开通，副边整流二极管无反向恢复问题，从而降低系统损耗，提高系统效率。同时，该方法可有效应对批量产品由于谐振器件精度、器件组合、线路分布参数等导致的谐振频率差异以及器件参数衰减所导致的谐振频率变化。

技术领域

本发明属于变换器技术领域，尤其涉及一种全桥LLC谐振变换器谐振频率跟踪方法。

背景技术

现有全桥LLC谐振变换器主要有两种控制方法：PFM变频控制和PWM定频移相控制。不管采用哪种控制方法均需要准确的确定LLC的谐振频率点，并希望谐振频率是一个固定的常数。对于PWM定频移相控制来说，需要根据确定的谐振频率点，将开关频率设置在谐振频率点左侧且接近谐振频率的位置，从而使谐振变换器工作在最优区域。

对于批量产品而言，一般通过提高谐振电容、谐振电感、励磁电感等谐振器件的精度、筛选器件组合、优化器件布局及走线的方式，将谐振频率控制在理想范围内。但是，谐振器件参数在长时间使用过程中会发生变化，尤其是谐振电容容值会发生衰减，再加上主电路电缆、铜排杂散电感的存在，由谐振频率公式可知，变换器的实际谐振频率可能高于理想设计值，也可能低于理想设计值。

当谐振频率小于开关频率时，副边整流二极管存在反向恢复问题；当谐振频率大于开关频率时，副边电流断续时间较长，输出电流纹波较大，且移相控制存在较大无效区。因此，有必要根据谐振频率变化，调整开关频率，以使谐振变换器工作在最优区域。同时，当产品大批量装车时，不可能通过人工测量的方法定期测量产品的谐振频率点，一种自动实时跟踪谐振频率的方法变的非常重要。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种全桥LLC谐振变换器谐振频率跟踪方法，以确定LLC谐振频率点，并使开关频率接近谐振频率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种全桥LLC谐振变换器谐振频率跟踪方法，全桥LLC谐振变换器采用PWM定频移相控制，包括：

配置控制器底层，在开关管关断前的给定超前时刻Δt触发控制器采集给定超前时刻Δt的副边整流二极管的超前电流值i_{D_off}；

PI调节全桥LLC谐振变换器开关频率f，将副边整流二极管的超前电流值i_{D_off}控制在预设的目标范围内，实现对LLC谐振频率f_r的跟踪。

优选的，配置控制器底层，在开关管关断前的给定超前时刻Δt触发控制器采集给定超前时刻Δt的副边整流二极管的超前电流值i_{D_off}的方法为：

计算开关管驱动的计数周期为：

其中，f_CPU为计数时钟频率；

设定开关管驱动的第一比较值CMPA为：

CMPA＝TBPRD×D (2)

配置开关管驱动的计数寄存器计数到第一比较值CMPA时，进行电平变化，控制开关管由开通切换为关断状态；

其中，D为开关管的驱动信号占空比；

根据第一比较值CMPA确定给定超前时刻Δt的开关管驱动的第二比较值CMPB为：