CN108988648A - 一种llc谐振变换器同步整流预测控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法，针对LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率时(谐振频率其中Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值)，同步整流开关管占空比设置不当造成损耗增大的问题，本发明检测原边开关管关断时励磁电流值，通过励磁电流预测算法，在线计算下一周期副边开关管导通时间，使副边开关管导通时间得到合理设置，从而提高了LLC谐振变换器效率，而且无需附加特殊驱动硬件，结构简单。

Description

一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法
技术领域
本发明涉及开关电源的技术领域，尤其是指一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法。
背景技术
软开关技术有效提升了电源的开关频率和效率。其中，LLC谐振变换器作为一种无需增加辅助电路即可在全负载范围内实现零电压开通的宽输入范围拓扑，已经得到广泛应用及研究。
在大电流输出场合，为进一步提升LLC谐振变换器效率，可采用同步整流技术。当开关频率大于或者等于谐振频率时，副边电流连续，此时原边开关管驱动信号与副边整流管电流是同步的，因此设置副边开关管驱动信号与对应原边开关管驱动信号一致即可。然而，当开关频率小于谐振频率时，由于副边电流不连续，副边电流达到零时，如果副边整流管仍然导通，将造成输出侧能量回流到原边，增大原边开关管硬开通风险，从而造成损耗增大，电压增益降低。反之，当副边整流管过早关断，则剩余导通时间需由其反并联二极管整流，损耗增大。现有同步整流方案采用辅助芯片或者复杂的辅助电路，结构辅助，损耗加大，且容易受寄生参数影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法，过检测原边开关管关断时原边励磁电流值，通过励磁电流预测算法，在线计算下一周期副边开关管导通时间，使副边开关管导通时间得到合理设置，从而提高了LLC谐振变换器效率，而且无需附加特殊驱动硬件，结构简单。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法，所述LLC谐振变换器由输入电容、逆变桥、谐振电感、谐振电容、变压器、全波整流器及输出电容依次相连而成；当LLC谐振变换器开关频率大于或者等于谐振频率时，其中Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值，设置LLC谐振变换器的副边开关管导通时间与原边开关管相同，即占空比恒定为50％，忽略死区时间；当LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率时，首先检测LLC谐振变换器的原边开关管关断时的谐振电流绝对值Ir0及LLC谐振变换器的输出电压Vo，控制器通过以下算法计算出副边开关管导通时间tson：
式中，n为变压器匝比，Lm为变压器励磁电感值，Tdead为设定的开关管死区时间，tadjust为调整时间，能够由仿真或实验调试得；
副边开关管的开关频率等于原边开关管的开关频率，且副边开关管与原边开关管同时导通，先于原边开关管关断，由此产生驱动信号作用于副边开关管。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、提高了LLC谐振变换器效率。
2、硬件要求较低，无需附加芯片或者辅助绕组等硬件，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明LLC谐振变换器同步整流控制策略示意图。
图2为本发明LLC谐振变换器同步整流控制流程图。
图3为本发明LLC谐振变换器同步整流策略算法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1和图2所示，本实施例所提供的LLC谐振变换器同步整流预测控制方法，当LLC谐振变换器开关频率大于或者等于谐振频率时，其中Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值，设置LLC谐振变换器的副边开关管导通时间与原边开关管相同，即占空比恒定为50％(忽略死区时间)；当LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率时，首先检测LLC谐振变换器的原边开关管关断时的谐振电流绝对值Ir0及LLC谐振变换器的输出电压Vo，由图3算法示意图可分析得，控制器可通过以下算法计算出副边开关管导通时间tson：
式中，n为变压器匝比，Lm为变压器励磁电感值，Tdead为设定的开关管死区时间，tadjust为调整时间(当k＝Lm/Lr较大时，可忽略)，可由仿真或实验调试得；
副边开关管的开关频率等于原边开关管的开关频率，且副边开关管与原边开关管同时导通，先于原边开关管关断，由此产生驱动信号作用于副边开关管。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种LLC谐振变换器同步整流预测控制方法，所述LLC谐振变换器由输入电容、逆变桥、谐振电感、谐振电容、变压器、全波整流器及输出电容依次相连而成，其特征在于：当LLC谐振变换器开关频率大于或者等于谐振频率时，其中Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值，设置LLC谐振变换器的副边开关管导通时间与原边开关管相同，即占空比恒定为50％，忽略死区时间；当LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率时，首先检测LLC谐振变换器的原边开关管关断时的谐振电流绝对值Ir0及LLC谐振变换器的输出电压Vo，控制器通过以下算法计算出副边开关管导通时间tson：
式中，n为变压器匝比，Lm为变压器励磁电感值，Tdead为设定的开关管死区时间，tadjust为调整时间，能够由仿真或实验调试得；
副边开关管的开关频率等于原边开关管的开关频率，且副边开关管与原边开关管同时导通，先于原边开关管关断，由此产生驱动信号作用于副边开关管。
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