CN111726009B - Llc电路直流增益控制方法及装置 - Google Patents

Llc电路直流增益控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种LLC电路直流增益控制方法及装置，属于直流电源变换技术领域，所述LLC电路直流增益控制方法包括：获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据所述输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率；根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；其中，所述预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系；根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。本发明提供的LLC电路直流增益控制方法及装置能够在解决LLC电路载小或空载运行时产生的输出电压漂高问题的同时，减小输出电压纹波。

Description

LLC电路直流增益控制方法及装置
技术领域
本发明属于直流电源变换技术领域，更具体地说，是涉及一种LLC电路直流增益控制方法及装置。
背景技术
LLC电路作为常用的DC/DC变换单元，其直流增益会随着负载的大小发生变化。由于LLC电路输入端的输入电压是不变的，因此为了降低LLC电路的直流增益，现有技术中通常通过控制LLC电路中的开关管工作在间歇发波模式，使得单位时间内LLC电路输入端的输入电流减小，来保证LLC电路工作在轻载时，直流增益减小，输出电压达到设定电压，但此种间歇发波的控制方式存在输出电流断续、输出电压波纹大等缺陷。
因此，如何在解决LLC电路载小或空载运行时产生的输出电压漂高问题的同时，减小输出电压纹波成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LLC电路直流增益控制方法及装置，以在解决LLC电路载小或空载运行时产生的输出电压漂高问题的同时，减小输出电压纹波。
为实现上述目的，本发明提供了一种LLC电路直流增益控制方法，该LLC电路直流增益控制方法包括：
获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据所述输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率；
根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；其中，所述预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系；
根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。
可选地，所述根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间，包括：
若所述调制频率不大于第一预设值，则将第一预设时间t1作为目标桥臂对应的死区调制时间；
若所述调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值，则根据所述调制频率以及预设线性关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；
其中，所述预设线性关系表示在某调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值时，预先设置的该调制频率及死区调制时间的线性关系；
若所述调制频率大于第二预设值且不大于第三预设值，则将第二预设时间t2作为目标桥臂对应的死区调制时间；
若所述调制频率大于第三预设值，则将第三预设时间t3作为目标桥臂对应的死区调制时间，其中，t1＜t2＜t3＝T，T为调制周期。
可选地，所述预设线性关系为：
t＝a×f+b
其中，f为目标桥臂的调制频率，t为目标桥臂对应的死区调制时间，a、b为预设值。
可选地，所述根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，包括：
获取目标桥臂上开关管的下降沿对应的第一预设调整时间；
根据目标桥臂对应的死区调制时间和所述第一预设调整时间确定目标桥臂下开关管的上升沿对应的第二调整时间；
基于所述第一预设调整时间和所述第二调整时间分别对目标桥臂上开关管的下降沿、目标桥臂下开关管的上升沿进行调整。
可选地，所述根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，包括：
获取目标桥臂下开关管的上升沿对应的第三预设调整时间；
根据所述死区调制时间和所述第三预设调整时间确定目标桥臂上开关管的下降沿对应的第四调整时间；
基于所述第三预设调整时间和所述第四调整时间分别对目标桥臂下开关管的上升沿、目标桥臂上开关管的下降沿进行调整。
可选地，所述根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，包括：
根据所述死区调制时间对目标桥臂的上开关管的下降沿进行调整，或根据所述死区调制时间对目标桥臂的下开关管的上升沿进行调整。
可选地，所述LLC电路为单相LLC电路或三相LLC电路。
可选地，若所述LLC电路为三相LLC电路，则在根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽的过程中，三相LLC电路中各条桥臂之间的相位差保持不变。
可选地，所述输出参数包括输出电压、输出电流、输出功率中的至少一种。
为实现上述目的，本发明还提供了一种LLC电路直流增益控制装置，该LLC电路直流增益控制装置包括：
调制频率计算模块，用于获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据所述输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率；
死区时间确定模块，用于根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；其中，所述预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系；
直流增益控制模块，用于根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。
本发明提供的LLC电路直流增益控制方法及装置的有益效果在于：
本发明实施例在获取LLC电路输出端的输出参数之后，没有直接根据输出参数对LLC电路中的开关管进行关断处理，而是根据该输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率，并基于调制频率与死区调制时间的对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间，根据该死区调制时间来对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。相对于现有技术，本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法可以实现LLC电路直流增益的线性递减，使直流增益递减到零，保证输出电流的连续性，从而在解决LLC电路载小或空载运行时产生的输出电压漂高问题的同时，减小输出电压纹波。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的LLC电路直流增益控制装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的LLC电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的流程示意图。该LLC电路直流增益控制方法包括：
S101：获取LLC电路输出端的输出参数，并根据输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率。
在本实施例中，输出参数包括但不限于LLC电路输出端的输出电压、输出电流、输出功率。
在本实施例中，目标桥臂为预先选取的待调节桥臂，其可以为LLC电路中的任一桥臂，在不同的调节时刻，目标桥臂可以不同。
具体的，本发明实施例可通过在LLC电路的输出端连接运算放大器和光电耦合器来采集LLC电路输出端的输出参数。
在本实施例中，可将输出参数输入至调频控制器或环路控制器中得到LLC电路中各条桥臂对应的调制频率。
S102：根据调制频率以及预设对应关系确定LLC电路中目标桥臂对应的死区调制时间。
在本实施例中，预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系。
S103：根据死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。
在本实施例中，可根据死区调制时间对目标桥臂的两个开关管的脉冲信号进行互补调宽。
在本实施例中，LLC电路可以为单相LLC电路，也可以为三相LLC电路。
从以上描述可知，本发明实施例在获取LLC电路输出端的输出参数之后，没有直接根据输出参数对LLC电路中的开关管进行关断处理，而是根据该输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率，并基于调制频率与死区调制时间的对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间，根据该死区调制时间来对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽。相对于现有技术，本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法可以实现LLC电路直流增益的线性递减，使直流增益递减到零，保证输出电流的连续性，从而在解决LLC电路载小或空载运行时产生的输出电压漂高问题的同时，减小输出电压纹波。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，根据调制频率以及预设对应关系确定LLC电路中目标桥臂对应的死区调制时间，可以详述为：
若目标桥臂的调制频率不大于第一预设值，则将第一预设时间t1作为目标桥臂对应的死区调制时间。
若目标桥臂的调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值，则根据目标桥臂的调制频率以及预设线性关系确定目标桥臂对应的死区调制时间。
其中，预设线性关系表示在某调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值时，预先设置的该调制频率及死区调制时间的线性关系。
若目标桥臂的调制频率大于第二预设值且不大于第三预设值，则将第二预设时间t2作为目标桥臂对应的死区调制时间。
若目标桥臂对应的调制频率大于第三预设值，则将第三预设时间t3作为目标桥臂对应的死区调制时间，其中，t1＜t2＜t3＝T，T为调制周期。
在本实施例中，第一预设值可以为300khz、第二预设值可以为309khz、第三预设值可以为330khz、第一预设时间t1可以为400ns，第二预设时间t2可以为700ns，第三预设时间t3可以为开关管的调制周期T。
在本实施例中，当目标桥臂的调制频率大于第一预设值(300khz)且不大于第二预设值(309khz)时，可根据目标桥臂的调制频率以及预设线性关系确定目标桥臂对应的死区调制时间，其中目标桥臂对应的死区调制时间t在第一预设时间t1和第二预设时间t2之间，也即t满足400ns<t<700ns。
在本实施例中，在目标桥臂的调制频率不大于第三预设值时，可通过目标桥臂的调制频率确定目标桥臂对应的死区调制时间，并根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂上开关管的脉宽进行互补调制。
在本实施例中，当目标桥臂的调制频率大于第三预设值时，则可将第三预设时间t3作为目标桥臂对应的死区调制时间。其中，t3可以为开关管的调制周期，t3为开关管的调制周期时相当于对目标桥臂上的开关管进行关断处理。
在本实施例中，可参考图3，图3为本发明一实施例提供的LLC电路的结构示意图，其中，Q1～Q12为开关管，Cr1～Cr6为LLC电路的谐振单元中的电容，Lr1～Lr6为LLC电路的谐振单元中的电感，T1-A和T1-B组成第一变压器，T2-A和T2-B组成第二变压器，T3-A和T3-B组成第三变压器，D1～D12为整流二极管，Ci1～Ci2、Co1～Co2为极性电容。本实施例将包含有Q1和Q2的桥臂作为目标桥臂对上述内容进行解释：
若计算得到的目标桥臂对应的调制频率不大于第三预设值，则根据目标桥臂对应的调制频率确定目标桥臂对应的死区调制时间，再根据死区调制时间对开关管Q1和开关管Q2的脉宽进行调整。其中，死区调制时间指的是开关管Q1与开关管Q2的导通间隔时间。
若计算得到的目标桥臂对应的调制频率大于第三预设值，则直接关断开关管Q1和/或Q2。其他桥臂同理，此处不再赘述。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，预设线性关系为：
t＝a×f+b
其中，f为目标桥臂的调制频率，t为目标桥臂对应的死区调制时间，a、b为预设值。
根据以上描述可知，当目标桥臂的调制频率大于第二预设值且不大于第三预设值时，目标桥臂对应的调制频率和死区调制时间是呈线性关系的。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，可以详述为：
获取目标桥臂上开关管的下降沿对应的第一预设调整时间。
根据目标桥臂对应的死区调制时间和第一预设调整时间确定目标桥臂下开关管的上升沿对应的第二调整时间。
基于第一预设调整时间和第二调整时间分别对目标桥臂上开关管的下降沿、目标桥臂下开关管的上升沿进行调整。
在本实施例中，可将目标桥臂上开关管的下降沿的调整设置为预设值，也即第一预设调整时间，再根据目标桥臂对应的死区调制时间以及第一预设调整时间确定目标桥臂下开关管的上升沿对应的第二调整时间，最后根据第一预设调整时间和第二调整时间分别对目标桥臂上开关管的下降沿、目标桥臂下开关管的上升沿进行调整。
在本实施例中，可将上开关管的脉冲信号下降沿以及下开关管的脉冲信号上升沿提前不同的时间段，其中上开关管的脉冲信号下降沿的提前时间可以预先设定(即为第一预设调整时间)，下开关管的脉冲信号上升沿的提前时间根据第一预设调整时间和死区调制时间确定。
在本实施例中，可将上开关管的脉冲信号下降沿以及下开关管的脉冲信号上升沿延迟不同的时间段，其中上开关管的脉冲信号下降沿的延迟时间可以预先设定(即为第一预设调整时间)，下开关管的脉冲信号上升沿的延迟时间根据第一预设调整时间和死区调制时间确定。
在本实施例中，可将上开关管的脉冲信号下降沿提前、下开关管的脉冲信号上升沿延迟来实现互补调宽，其中上开关管的脉冲信号下降沿的提前时间可以预先设定(即为第一预设调整时间)，下开关管的脉冲信号上升沿的延迟时间根据第一预设调整时间和死区调制时间确定。
在本实施例中，可将上开关管的脉冲信号下降沿延迟、下开关管的脉冲信号上升沿提前来实现互补调宽，其中上开关管的脉冲信号下降沿的延迟时间可以预先设定(即为第一预设调整时间)，下开关管的脉冲信号上升沿的提前时间根据第一预设调整时间和死区调制时间确定。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，可以详述为：
获取目标桥臂下开关管的上升沿对应的第三预设调整时间。
根据目标桥臂对应的死区调制时间和第三预设调整时间确定目标桥臂上开关管的下降沿对应的第四调整时间。
基于第三预设调整时间和第四调整时间分别对目标桥臂下开关管的上升沿、目标桥臂上开关管的下降沿进行调整。
在本实施例中，也可将目标桥臂下开关管的上升沿的调整设置为预设值，也即第三预设调整时间，再根据目标桥臂对应的死区调制时间以及第三预设调整时间确定目标桥臂上开关管的下降沿对应的第四调整时间，最后根据第三预设调整时间和第四调整时间分别对目标桥臂下开关管的上升沿、目标桥臂上开关管的下降沿进行调整。其中具体调整方式与上述实施例类似，此处不再赘述。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，可以详述为：
根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂的上开关管的下降沿进行调整，或根据目标桥臂对应的死区调制时间对目标桥臂的下开关管的上升沿进行调整。
在本实施例中，可通过直接将上开关管的脉冲信号下降沿提前/延迟来实现互补调宽，其中，目标桥臂对应的死区调制时间即为上开关管的脉冲信号下降沿的提前时间/延迟时间。
在本实施例中，可通过直接下开关管的脉冲信号上升沿提前/延迟来实现互补调宽，其中，目标桥臂对应的死区调制时间即为下开关管的脉冲信号上升沿的提前时间/延迟时间。
可选地，作为本发明实施例提供的LLC电路直流增益控制方法的一种具体实施方式，若LLC电路为三相LLC电路，则在根据死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽的过程中，三相LLC电路中各条桥臂之间的相位差保持不变。
请参考图2，图2为本发明一实施例提供的LLC电路直流增益控制装置的结构示意图。该LLC电路直流增益控制装置20包括：
调制频率计算模块21，用于获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率。
死区时间确定模块22，用于根据调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间。其中，预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系。
直流增益控制模块23，用于根据死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽或关断处理。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，包括：
获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据所述输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率；其中，所述LLC电路为单相LLC电路或三相LLC电路；
根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；其中，所述预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系；
根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽；
其中，所述根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，包括：
获取目标桥臂上开关管的下降沿对应的第一预设调整时间；根据所述死区调制时间和所述第一预设调整时间确定目标桥臂下开关管的上升沿对应的第二调整时间；基于所述第一预设调整时间和所述第二调整时间分别对目标桥臂上开关管的下降沿、目标桥臂下开关管的上升沿进行调整；
或者，获取目标桥臂下开关管的上升沿对应的第三预设调整时间；根据所述死区调制时间和所述第三预设调整时间确定目标桥臂上开关管的下降沿对应的第四调整时间；基于所述第三预设调整时间和所述第四调整时间分别对目标桥臂下开关管的上升沿、目标桥臂上开关管的下降沿进行调整。
2.如权利要求1所述的LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，所述根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间，包括：
若所述调制频率不大于第一预设值，则将第一预设时间t1作为目标桥臂对应的死区调制时间；
若所述调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值，则根据所述调制频率以及预设线性关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；
其中，所述预设线性关系表示在某调制频率大于第一预设值且不大于第二预设值时，预先设置的该调制频率及死区调制时间的线性关系；
若所述调制频率大于第二预设值且不大于第三预设值，则将第二预设时间t2作为目标桥臂对应的死区调制时间；
若所述调制频率大于第三预设值，则将第三预设时间t3作为目标桥臂对应的死区调制时间，其中，t1＜t2＜t3=T，T为调制周期。
3.如权利要求2所述的LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，所述预设线性关系为：
t=a×f+b
其中，f为目标桥臂的调制频率，t为目标桥臂对应的死区调制时间，a、b为预设值。
4.如权利要求1所述的LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，若所述LLC电路为三相LLC电路，则在根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽的过程中，三相LLC电路中各条桥臂之间的相位差保持不变。
5.如权利要求1至4任一项所述的LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，所述输出参数包括输出电压、输出电流、输出功率中的至少一种。
6.一种LLC电路直流增益控制装置，其特征在于，包括：
调制频率计算模块，用于获取LLC电路小负载运行时输出端的输出参数，并根据所述输出参数确定LLC电路中目标桥臂的调制频率；其中，所述LLC电路为单相LLC电路或三相LLC电路；
死区时间确定模块，用于根据所述调制频率以及预设对应关系确定目标桥臂对应的死区调制时间；其中，所述预设对应关系为预先设置的调制频率与死区调制时间的对应关系；
直流增益控制模块，用于根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽；
其中，所述根据所述死区调制时间对目标桥臂的开关管的脉冲信号进行互补调宽，包括：
获取目标桥臂上开关管的下降沿对应的第一预设调整时间；根据所述死区调制时间和所述第一预设调整时间确定目标桥臂下开关管的上升沿对应的第二调整时间；基于所述第一预设调整时间和所述第二调整时间分别对目标桥臂上开关管的下降沿、目标桥臂下开关管的上升沿进行调整；
或者，获取目标桥臂下开关管的上升沿对应的第三预设调整时间；根据所述死区调制时间和所述第三预设调整时间确定目标桥臂上开关管的下降沿对应的第四调整时间；基于所述第三预设调整时间和所述第四调整时间分别对目标桥臂下开关管的上升沿、目标桥臂上开关管的下降沿进行调整。
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