CN106329931B - 一种对称半桥llc谐振变换器的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法及装置，能够减少对称半桥LLC谐振变换器中开关管过压损坏情况的发生，提高电路可靠性。该控制方法包括：检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；当检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法及装置。
背景技术
现有技术中，对称半桥LLC谐振变换器的一种拓扑结构如图1所示，对称半桥LLC谐振变换器的输入电压，等于开关管Q1两端电压与开关管Q2两端电压之和，等于谐振电容Cr1两端电压与谐振电容Cr2两端电压之和。其中，开关管两端电压指开关管的漏极-源极电压。
对称半桥LLC谐振变换器正常工作时，开关管Q1和开关管Q2斩波，谐振电容Cr1两端电压、谐振电容Cr2两端电压均是不断变化的。如图2中所示，Vgs1为开关管Q1的驱动信号，Vgs2为开关管Q2的驱动信号，Vds1为开关管Q1两端电压，Vds2为开关管Q2两端电压，Vcr1为谐振电容Cr1两端电压，Vcr2为谐振电容Cr2两端电压。
然而，也由于谐振电容Cr1两端电压和谐振电容Cr2两端电压并不是时刻均衡的，所以在对称半桥LLC谐振变换器工作过程中若出现输入电压陡升，则很容易出现开关管过压损坏的情况，导致电路可靠性较低。
发明内容
本发明实施例提供一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法及装置，用以减少开关管过压损坏情况的发生，提高电路可靠性。
本发明实施例提供了一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法，包括：
检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管处于关断状态。
本发明实施例还提供了一种对称半桥LLC谐振变换器的控制装置，包括：
检测单元，用于检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
控制单元，用于当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管处于关断状态。
本发明实施例提供的方案中，若检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压较大，则在开关管工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制两个开关管均处于关断状态；在开关管工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，对称半桥LLC谐振变换器中两个谐振电容的电压相等，因此此时控制两个开关管均处于关断状态，可以使得两个开关管均分输入电压，从而减少开关管过压损坏情况的发生，提高电路可靠性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术中对称半桥LLC谐振变换器的拓扑示意图；
图2为现有技术中对称半桥LLC谐振变换器的信号波形示意图；
图3为本发明实施例1提供的对称半桥LLC谐振变换器的控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例1提供的对称半桥LLC谐振变换器的信号波形示意图；
图5为本发明实施例2提供的对称半桥LLC谐振变换器的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法及装置，结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
本发明实施例1提供了一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法，如图3所示，可以包括如下步骤：
步骤301、检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
步骤302、当检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
当未检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，按照现有技术的控制方案对开关管进行控制即可。
其中，预设电压可以根据实际应用场景，基于对称半桥LLC谐振变换器的额定输入电压、开关管的耐压规格等各方面参数，结合经验数据进行具体设定。
本发明实施例1提供的控制方法，既可以应用于图1所示形式的对称半桥LLC谐振变换器，也可以应用于其它形式的对称半桥LLC谐振变换器，对此不做具体限定。
步骤302中，当检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，可以在对称半桥LLC谐振变换器中开关管的任一工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
在开关管的任一工作周期的1/4周期时刻和3/4周期时刻，对称半桥LLC谐振变换器中两个谐振电容的电压相等，即两个谐振电容储存的能量相等，此时，控制两个开关管处于关断状态，可以使两个谐振电容均分输入电压，从而可以使两个开关管均分输入电压，减少开关管过压损坏情况的发生。
较佳的，为了在对称半桥LLC谐振变换器的输入电压陡升时尽快对开关管进行保护，步骤302具体可以包括如下控制方案：
若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之前，在开关管的当前工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态；
若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之后、3/4周期时刻之前，在开关管的当前工作周期的3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态；
若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的3/4周期时刻之后，在开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
当然，为了简化控制算法，也可以无论检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的任意时刻，均在开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态；或者均在开关管的下一个工作周期的3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
具体实施时，可以根据实际应用场景中对开关管保护速度、控制算法复杂度等各方面要求来综合确定在检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压后，选择开关管的哪一个工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，作为开关管的关断时刻。
若图1所示的对称半桥LLC谐振变换器采用的控制方案为：无论检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的任意时刻，均在开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态，此时，图1所示的对称半桥LLC谐振变换器的信号波形如图4所示。
图4中，Vgs1为开关管Q1的驱动信号，Vgs2为开关管Q2的驱动信号，Vds1为开关管Q1两端电压，Vds2为开关管Q2两端电压，Vcr1为谐振电容Cr1两端电压，Vcr2为谐振电容Cr2两端电压，t0时刻-t1时刻为开关管的一个工作周期；若在t0时刻-t1时刻内检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压，则控制开关管在下一个工作周期的1/4周期时刻即图4中toff时刻处于关断状态。
由图4中所示，在toff时刻，谐振电容Cr1两端电压和谐振电容Cr2两端电压相等，此时，控制开关管Q1和开关管Q2处于关断状态，开关管Q1和开关管Q2均分输入电压，减少开关管过压损坏情况的发生，能够实现快速响应对开关管进行保护。
实施例2：
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例1提供的对称半桥LLC谐振变换器的控制方法，相应地，本发明实施例2还提供一种对称半桥LLC谐振变换器的控制装置，如图5所示，包括：
检测单元501，用于检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
控制单元502，用于当检测到对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
较佳的，控制单元502，具体用于若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之前，在开关管的当前工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态；若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之后、3/4周期时刻之前，在开关管的当前工作周期的3/4周期时刻，控制开关管处于关断状态；若检测到输入电压大于预设电压的时刻位于开关管的当前工作周期的3/4周期时刻之后，在开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制开关管处于关断状态。
上述各单元的功能可对应于图3所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。
综上所述，采用本发明实施例提供的对称半桥LLC谐振变换器的控制方案，能够减少对称半桥LLC谐振变换器中开关管过压损坏情况的发生，提高电路可靠性，并且易于实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种对称半桥LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于，包括：
检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态，具体包括：
若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之前，在所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态，具体包括：
若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之后、3/4周期时刻之前，在所述开关管的当前工作周期的3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态，具体包括：
若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的3/4周期时刻之后，在所述开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
5.一种对称半桥LLC谐振变换器的控制装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测对称半桥LLC谐振变换器的输入电压；
控制单元，用于当检测到所述对称半桥LLC谐振变换器的输入电压大于预设电压时，在所述对称半桥LLC谐振变换器中开关管的工作周期的1/4周期时刻或3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之前，在所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的1/4周期时刻之后、3/4周期时刻之前，在所述开关管的当前工作周期的3/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
8.如权利要求5-7任一所述的装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于若检测到所述输入电压大于所述预设电压的时刻位于所述开关管的当前工作周期的3/4周期时刻之后，在所述开关管的下一个工作周期的1/4周期时刻，控制所述开关管转换为关断状态。
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