[发明专利]一种PFM-PWM混合控制CLLC谐振变换器的方法及系统

说明书

本发明公开了一种PFM‑PWM混合控制CLLC谐振变换器的方法及系统，该方法包括：采集CLLC谐振变换器的输出电压和输出电流，输出电压和输出电流分别与参考值进行比较，然后分别经各自的PI补偿器调节和恒流/恒压控制电路后，得到PFM开关频率控制信号；PFM开关频率控制信号经一次线性函数计算得到PWM控制信号；PFM开关频率控制信号经三角波载波电路后得到设定频率的三角载波信号；将PWM控制信号与三角载波信号进行比较得到控制信号，然后经驱动电路后生成CLLC谐振变换器的驱动信号。该方法在宽输入电压和宽负载范围能实现开关管的零电压开通，具有磁元件易设计，工作效率高等特点。

技术领域

本发明涉及电力电子控制技术领域，特别地涉及一种PFM-PWM混合控制CLLC谐振变换器的方法及系统。

背景技术

电动汽车双向车载充电器的拓扑以隔离型双向DC-DC变换器为主，其中CLLC谐振变换器以其效率高、控制简单、二次侧输出EMI小等优势被广泛应用在电动汽车双向车载充电器上。

一般CLLC谐振变换器中采用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，PFM)方法来进行控制，该方法控制简单，轻载效率高，可以在较宽频率范围内实现ZVS等特点。但是，脉冲频率调制(PFM)方法存在变压器设计困难，轻载换流功率大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种PFM-PWM混合控制CLLC谐振变换器的方法及系统，解决了脉冲频率调制(PFM)开关频率范围宽，轻载环流功率大，磁元件设计困难等问题。同时，该方法也针对脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)中存在的开关管零电压开关(ZVS)窄，重载时谐振电流峰值大，换流损耗严重等问题进行了有效的解决。

本发明第一方面提供一种PFM-PWM混合控制CLLC谐振变换器的方法，该方法包括：采集CLLC谐振变换器的输出电压和输出电流，输出电压和输出电流分别与参考值比较，然后分别经各自的PI补偿器调节和恒流/恒压充电电路控制后，得到PFM开关频率控制信号；PFM开关频率控制信号经一次线性函数计算得到PWM控制信号；PFM开关控制信号经三角波载波电路后得到设定频率的三角载波信号；将PWM控制信号与三角载波信号进行比较得到控制信号，然后经驱动电路生成CLLC谐振变换器的驱动信号。

进一步的，所述PFM开关控制信号的获取方法具体为：采集CLLC谐振变换器的输出电压和输出电流；将CLLC谐振变换器的输出电压与电压参考值进行比较，得到电压误差信号；

将CLLC谐振变换器的输出电流与电流参考值进行比较，得到电流误差信号；电压误差信号或电流误差信号分别经过PI补偿器调节和恒流/恒压充电电路控制后，得到PFM开关频率控制信号。

进一步的，当系统工作在恒压模式时，电压误差信号经过电压环的PI补偿器调节以及恒流/恒压充电电路恒压控制后，得到PFM开关频率控制信号；当系统工作在恒流模式时，电流误差信号经过电流环的PI补偿器调节以及恒流/恒压充电电路恒流控制后，得到PFM开关频率控制信号。

进一步的，所述PWM控制信号的计算方法为：

v_a＝b-a*v_f

其中，a和b是常数，v_f为PFM开关频率控制信号，v_a为PWM控制信号。