[发明专利]一种双向CLLC谐振变换器的同步整流方法

权利要求书

1.一种双向CLLC谐振变换器的同步整流方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在电压控制环路中得到电路的开关频率f_s；采样低压侧整流器的输出电压V_o，将实测值V_o与给定值V_oref做差，再经过电压控制器输出电压控制量V_control，电压控制采用PI控制器，其中电压控制量V_control经压控振荡器后产生电路的工作开关频率f_s；

步骤2，根据工作开关频率f_s和公式(1)判断电路的工作状态，根据开关频率f_s将电路运行状态分为远谐振频率欠谐振状态记为State1、谐振频率附近状态记为State2和远谐振频率过谐振状态记为State3，三种运行状态频率范围为：

f_min≤f_s＜0.95f_r，State1

0.95f_r≤f_s≤1.05f_r，State2

1.05f_r＜f_s≤f_max，State3 (1)

其中公式(1)中，f_min为开关频率范围内的最小开关频率，f_max为开关频率范围内的最大开关频率；

步骤3，选取移相角电路采用定移相角变频控制方式运行；移相角的选取范围如公式(2)所示，其中t_dead＝100ns；

当f_s＜f_r

步骤4，根据移相角和公式(3)计算移相产生的占空比D_basis；D_basis的计算公式为：

当

步骤5，低压侧整流器同步整流控制软起动运行，开关S＝1；具体过程如下：占空比从0开始在每个开关周期内以步长ΔD_softstart增加到D_{softstart_final}，其中D_{softstart_final}根据公式(4)求取，ΔD_softstart根据公式(5)求取；T_softstart为同步整流软起动时间，此处取T_softstart＝50ms，D_{softstart_final}为t＝T_softstart时开关管Q5至开关管Q8的占空比：

State1

D_{softstart_final}＝D_basis，State2或State3 (4)

记T_step为控制器计算步长，以时钟频率为150MHz的控制器为例，取T_step＝16.667ns，软起动步长ΔD_softstart的计算公式为：

步骤6，当D＝D_{softstart_final}时，同步整流软起动结束，此时开关S＝2，开始对低压侧整流器进行最大效率点跟踪控制；

步骤7，根据占空比D获得开关管Q5至开关管Q8的开关信号V_gs5至V_gs8；低压侧开关管Q5、开关管Q8的导通时刻t_on为高压侧开关管Q3的下降沿；低压侧开关管Q6、开关管Q7的导通时刻t_on为高压侧开关管Q4的下降沿。

2.根据权利要求1所述的一种双向CLLC谐振变换器的同步整流方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤如下：具体过程如下:

步骤6.1，根据公式(6)计算电路的工作效率η：

公式(6)中，U_o和I_o分别为输出侧直流电压和直流电流，U_in和I_in分别为输入侧直流电压和直流电流；

步骤6.2，谐振变换器工作在State1和State3时，占空比D如公式(7)所示:

D＝D_last+ΔD_MEPT (7)

公式(7)中ΔD_MEPT为最大效率点跟踪控制中占空比的变化步长，D_last为上一开关周期的同步整流占空比，D_last的初始值为D_{softstart_final}；如果执行公式(7)后工作效率η增加，则继续执行公式(7)，直到D＝D_optimization时停止，D_optimization如图3中所示，表示同步整流过程的最优占空比；谐振变换器工作在State2时，占空比D如公式(8)所示：

D＝D_{softstart_final} (8)。