[发明专利]一种谐振变换器及控制方法

说明书

本发明实施例提供一种谐振变换器及控制方法，其特征在于，该方法用于谐振变换器，谐振变换器包括第一电压变换电路、第二电压变换电路和谐振腔电路。第二电压变换电路包括并联的第一、第二桥臂，每个桥臂均包括串联连接的两开关管。谐振腔电路的第一端和第二端分别连接第一电压变换电路，第三端和第四端分别连接第一桥臂中点和第二桥臂中点。该方法包括：在第二电压变换电路用于逆变电路、第一电压变换电路用于整流电路时，获取第一桥臂中点和第二桥臂中点间电压处于自由振荡状态时的自由振荡周期；结合变换器在各开关模态下的等效电路，获得导通时间，从而实现近似软开关。上述方法可使谐振变换器在轻载条件下能够更稳定和更高效运行。

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，特别涉及一种谐振变换器及控制方法。

背景技术

谐振变换器由于其能够实现电气隔离、软开关能力强、效率高等特点，在多种应用领域中成为应用和研究热点。在现有技术中，谐振变换器一般采用变频控制的方式完成功能实现，而在轻载条件下，谐振变换器的增益却随开关频率变化十分缓慢，因此在传统变频控制方式下，谐振变换器难以通过改变开关频率的方式实现轻载条件下的稳定运行，因此需要提供一种新的控制方法以使谐振变换器在轻载条件下仍然能够稳定、高效运行。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种谐振变换器及控制方法，使谐振变换器在轻载条件下能够更稳定和更高效运行。

在第一方面，提供一种谐振变换器控制方法，用于谐振变换器，谐振变换器包括第一电压变换电路、第二电压变换电路和谐振腔电路。

第二电压变换电路包括两个并联的桥臂，其中一桥臂包括串联的第五开关管和第六开关管，另一桥臂包括串联的第七开关管和第八开关管，第五开关管和第六开关管连接于第一节点，第七开关管和第八开关管连接于第二节点，上述每个开关管均包含一反向并联的二极管。

谐振腔电路的第一端和第二端分别连接第一电压变换电路，第三端和第四端分别连接上述第一节点和第二节点。

上述方法包括：

在第二电压变换电路用于逆变电路、第一电压变换电路用于整流电路时，获取上述第一节点和第二节点电压在高频自由振荡状态下的自由振荡周期；

根据上述自由振荡周期获得导通时间；

根据上述导通时间控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的通断。

在一些实施例中，第一电压变换电路包括两个并联的桥臂，其中一桥臂包括串联的第一二极管和第二二极管，另一桥臂包括串联的第三二极管和第四二极管，第一二极管和第二二极管连接于第三节点，第三二极管和第四二极管连接于第四节点。

谐振腔电路包括第一电容、第一电感、第二电感和变压器，第一电容串联于第三节点和所述变压器原边的第一端之间，第一电感串联于第四节点和变压器原边的第二端之间，第二电感并联于变压器原边的第一端和第二端。

第一电压变换电路包括第一结电容，所述第二电压变换电路包括第二结电容。

上述自由振荡周期由以下关系获得：

其中，Cjp为所述第一结电容的参数，Cjs为所述第二结电容的参数，N为所述变压器的原副边匝数比，Cr为所述第一电容的参数, Lr为所述第一电感的参数，Lm为所述第二电感的参数，s为复频率。

在一些实施例中，上述自由振荡周期和导通时间满足以下关系:

其中，ton为所述导通时间，fsw为开关频率，Tosc为所述自由振荡周期，n为非负整数，f为第一函数。

在一些实施例中，上述根据导通时间控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的通断，包括：