[发明专利]谐振变换系统和控制方法

说明书

本申请提供了一种谐振变换系统，包括：控制器；谐振变换电路，包括高频斩波电路、谐振腔、变压器和整流滤波网络，高频斩波电路包括开关S1和S2；控制器用于，检测桥臂中点电压V_SW，并根据V_SW确定第一电信号；根据第一电信号确定用于指示电流阈值的电流阈值信号；检测变压器初级侧的谐振电流，并将谐振电流与电流阈值信号进行比较，确定用于指示比较结果的第二电信号；根据第二电信号控制开关S1或S2的通断，以使得系统工作在感性模式，保证开关的零电压开通，同时可以工作在接近容性模式的状态，最大化利用增益的区间。

技术领域

本申请涉及开关变换器技术领域，并且更具体地，涉及一种谐振变换系统和控制方法。

背景技术

随着电子电力领域迅猛发展，开关变换器应用越来越广泛，为了提高变换器的效率通常需要实现器件的软开关。谐振型软开关拓扑可通过零电压开通(zero voltageswitching，ZVS)技术实现软开关控制。

半桥LLC通常采用脉冲频率调制控制(pulse frequency modulation，PFM)，一个周期内，忽略死区时间，开关管S1和开关管S2个各导通50％时间，通过调节开关频率fs改变谐振腔的输入输出电压增益，实现对输出电压的调节。其中，根据谐振频率可以将其增益曲线划分成感性区域和容性区域。为了实现开关管的零电压开通，半桥LLC需要工作在感性区域；若工作在容性区域，ZVS无法实现，还会有S1和S2直通的风险。为避免进入容性模式，传统手段通常采用限频法，限制最低的工作频率，使得工作频率大于fm，但是在一些异常条件下，如输出短路、过载等，会导致限频法失效使得整个系统进入容性区域工作，无法实现开关的零电压开通。

因此，亟需一种谐振变换系统，使得系统持续工作在感性模式，保证开关的零电压开通。

发明内容

本申请提供一种谐振变换系统和控制方法，使得系统持续工作在感性模式，保证开关的零电压开通，同时可以工作在接近容性模式的状态，最大化利用增益的区间。

第一方面，提供了一种谐振变换系统，包括：控制器；谐振变换电路，包括高频斩波电路、谐振腔、变压器和整流滤波网络，高频斩波电路包括开关S1和S2，控制器用于通过控制开关S1和S2的通断，将输入高频斩波电路的直流电压转变为高频方波，谐振腔和变压器用于接收高频方波并将电能从变压器的初级侧耦合至次级侧，整流滤波网络用于将耦合至变压器的次级侧的交流电压转换为直流电压；控制器还用于，检测桥臂中点电压V_SW，并根据桥臂中点电压V_SW确定第一电信号，桥臂中点电压V_SW为开关S1和S2相连的桥臂中点的电压，第一电信号与桥臂中点电压Vsw的斜率具有关联关系；第一电信号确定电流阈值信号，电流阈值信号用于指示电流阈值；检测变压器初级侧的谐振电流，并将谐振电流与电流阈值信号进行比较，确定第二电信号，第二电信号用于指示比较结果；根据第二电信号控制开关S1或S2的通断，以使得系统工作在感性模式。

根据本申请的技术方案，通过检测桥臂中点电压的变化情况，自适应调节电流阈值，进行容性保护，使得系统持续工作在感性模式下，满足开关的零电压开通，同时可以使系统工作在接近容性模式的状态，最大化利用增益的区间。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一电信号包括第一脉冲信号slp1和第二脉冲信号slp2，控制器具体用于：