CN113541499B - 无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 - Google Patents
无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113541499B CN113541499B CN202110626126.XA CN202110626126A CN113541499B CN 113541499 B CN113541499 B CN 113541499B CN 202110626126 A CN202110626126 A CN 202110626126A CN 113541499 B CN113541499 B CN 113541499B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- current
- inductance ratio
- resonant
- inductance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
- H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Abstract
无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质，同步整流参数匹配方法包括提供参数设计的指标，根据指标计算电感比值最终值，根据所述指标和所述电感比值最终值计算电流基值最终值，通过所述输入电压值和所述电流基值最终值计算阻抗基值，并计算谐振腔参数值；控制方法包括先求得输出的开关频率值，然后将初级侧和次级侧的脉冲宽度分别设为开关频率值对应开关周期的1/2和次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；将开关频率值、初级侧和次级侧的脉冲宽度输入驱动信号发生器并按照开关频率以及脉冲宽度分别给初级侧和次级侧的开关器件发出对应的驱动信号。上述方案不采用额外传感器及对应的信号处理电路，进而降低了变换器的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子变换器控制及设计技术领域，尤其涉及一种无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质。
背景技术
直流转直流变换器(后称DC/DC变换器)是在电池充电，直流设备供电等领域有着广泛的应用。谐振式DC/DC变换器是一类高效率，高功率密度的具备电气隔离特性的DC/DC变换器，具备良好的应用前景。常见的谐振式DC/DC变换器有电感-电感-电容谐振式DC/DC变换器(LLC变换器)和电容-电感-电感-电容谐振式DC/DC变换器(CLLC变换器)等。它们的电路拓扑结构分别如图1、图2所示。在谐振式DC/DC变换器中，次级侧的开关器件用于将变压器次级侧绕组输出的交流电压和交流电流整流成负载所需的直流电压和直流电流。
为了减小次级侧的导通损耗，需要对次级侧的开关器件实施同步整流控制。电流流过开关器件的沟道时的导通压降比电流流过开关器件的体二极管时的导通压降低很多，因此同步整流控制想要实现的效果是，让电流尽可能多地流过开关器件的沟道，，从而提高效率。
传统的同步整流控制方法依赖于对开关器件的电压或者电流进行检测，因此额外需要一个或者多个传感器及对应的信号处理电路，这使得系统的复杂度和成本增加。除此之外，用于同步整流控制的传感器存在工作电压限制或者工作带宽限制，无法满足高电压或者高开关频率的应用场合。
发明内容
本发明的目的是，针对现有同步整流控制方法的不足，提出一种无传感器的同步整流控制方法及其参数匹配设计流程。在不采用额外传感器及对应的信号处理电路的情况下，实现LLC谐振式DC/DC变换器以及CLLC谐振式DC/DC变换器的低成本，适应各种工作电压与开关频率场合的同步整流控制。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种无传感器的同步整流参数匹配方法，本发明所提供的参数匹配方法是指根据预先提出的设计指标，得到谐振腔参数值，对于LLC谐振式DC/DC变换器，谐振腔参数值是指初级侧谐振电感，初级侧谐振电容，和初级侧励磁电感；对于CLLC谐振式DC/DC变换器，谐振腔参数值是指初级侧谐振电感，初级侧谐振电容，初级侧励磁电感，次级侧谐振电感，次级侧谐振电容。
本发明的第二个目的在于提出一种无传感器的同步整流的控制方法。
本发明的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种无传感器的同步整流参数匹配方法，所述同步整流参数匹配方法包括以下步骤：
S10，提供参数设计的指标，所述指标包括变换器的输出负载特性、输入电压值、谐振频率值、最大开关频率值、最小开关频率值和预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；令电感比值等于电感比值初始值；令电流基值等于电流基值初始值，电流基值初始值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值；
S20，根据所述指标计算电感比值最终值，令电感比值等于电感比值最终值；
S30，根据所述指标和所述电感比值最终值计算电流基值最终值，令电流基值等于电流基值最终值；以及
步骤S40，通过所述输入电压值和所述电流基值最终值计算阻抗基值，根据所述阻抗基值计算谐振腔参数值，其中，所述阻抗基值为所述输入电压值除以所述电流基值。
另外，根据本发明上述实施例的无传感器的同步整流参数匹配方法还可以通过下述方式实现：
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过下述步骤获取所述步骤S20中的电感比值最终值：
步骤S21，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S22，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于所述电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于所述电压增益最大值时，
则，对电感比值减小电感比值变化值，执行步骤S23；
否则，令电感比值为原来的2倍，返回执行步骤S21；
步骤S23，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S24，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最大值时，
则，得到电感比值最终值，令电感比值为电感比值最终值；否则，对电感比值减小电感比值变化值，返回执行步骤S23。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S30还包括：
步骤S31，通过下述步骤获取所述步骤S30中的电流基值最终值：
步骤S31，根据所述电感比值最终值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，分别得到增益最小值与增益最大值之间的所有增益值对应的输出电流标幺值，所述的所有增益值对应的输出电流标幺值为理论的标幺化的输出负载特性，令电流基值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值；
步骤S32，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S33，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，令电流基值为原来的1/2，返回执行步骤S31；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，执行步骤S34；
步骤S34，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S35，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，此时的电流基值为电流基值最终值；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，返回执行步骤S34。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电流基值变化值为输出负载特性中的最大电流值的0.1％-10％。
11、进一步地，在本发明的一个实施例中，通过下述方式获取所述步骤S40中的谐振腔参数值：
如果是LLC谐振式DC/DC变换器，谐振腔参数值为初级侧谐振电感、初级侧谐振电容和初级侧励磁电感，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值；
如果是CLLC谐振式DC/DC变换器，所述CLLC谐振式DC/DC变换器的谐振腔参数值是指初级侧谐振电感、初级侧谐振电容、初级侧励磁电感、次级侧谐振电感和次级侧谐振电容，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
Cr2＝n2Cr1
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值，n是变压器匝比，Cr2是次级侧谐振电容值，Lr2是次级侧谐振电感值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电感比值初始值为10-30。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电感比值变化值为0.01-0.2。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种无传感器同步整流控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤S01，根据控制参考值，采样反馈值，经过一个闭环控制器，得到输出的开关频率值；
步骤S02，将初级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度设为开关频率值对应的开关周期的1/2，次级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度设为预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；以及
步骤S03，将所述的开关频率值、初级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度和次级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度输入给驱动信号发生器，所述驱动信号发生器按照开关频率以及脉冲宽度分别给初级侧的开关器件和次级侧的开关器件发出对应的驱动信号。
另外，根据本发明上述实施例的无传感器同步整流控制方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的控制参考值和所述的采样反馈值均包括输出电压参考值和输出电流参考值；所述闭环控制器为P控制器，或者为PI控制器，或者为PID控制器，其中，闭环控制器由集成芯片系统，或由数字电路系统，或由模拟电路系统的方式实现；所述驱动信号发生器由集成芯片系统，或由数字电路系统，或由模拟电路系统的方式实现。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的无传感器的同步整流参数匹配方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是LLC谐振式DC/DC变换器的拓扑结构示意图；
图2是CLLC谐振式DC/DC变换器的拓扑结构示意图；
图3是本申请实施例所提供的一种无传感器的同步整流参数匹配方法的流程示意图；
图4是本申请实施例的输出特性示意图；
图5是本申请实施例具体实施例的实验结果图；
图6是本申请实施例所提供的一种无传感器的同步整流控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的无传感器的同步整流参数匹配方法。首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的无传感器的同步整流参数匹配方法。
图3为本申请实施例所提供的一种无传感器的同步整流参数匹配方法的流程示意图。
如图3所示，该无传感器的同步整流参数匹配方法包括以下步骤：
在步骤S10中，提供参数设计的指标，所述指标包括变换器的输出负载特性、输入电压值、谐振频率值、最大开关频率值、最小开关频率值和预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；令电感比值等于电感比值初始值；令电流基值等于电流基值初始值，电流基值初始值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值。
其中，变换器可以输出的最大电压值、最小电压值，以及在最大电压(包括)与最小电压(包括)之间的所有输出电压值对应的最大输出电流值；负载特性可以由包括但不限于曲线，表格，公式的各种方式给出。
具体地，如图4所示，输出电压最小值为210V，输出电压最大值为294V，在输出210V至294V的所有电压之间，输出电流的最大值均为3A。
输入电压值200V，谐振频率值70kHz，最大开关频率值63kHz，最小开关频率值49kHz，预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度7.19us。
在步骤S20中，根据所述指标计算电感比值最终值，令电感比值等于电感比值最终值，具体的，计算出电压增益最大值和电压增益最小值其中，电压增益最大值由输出电压最大值除以变压器匝比再除以输入电压值得到，电压增益最小值由输出电压最小值除以变压器匝比再除以输入电压值得到。计算变压器匝比，变压器匝比小于输出电压最小值与输入电压的比值时，例如可以取输出电压最小值与输入电压的比值的85％至95％，令电感比值等于电感比值初始值。另外，在本申请实施例中，电感比值变化值可选0.01-0.2，越小的电感比值变化值，可以得到更加精确的电感比值最终值
举例而言，计算出电压增益最大值与电压增益最小值，其中，电压增益最大值为1.47，电压增益最小值为1.05，变压器匝比为1，电感比值初始值为10，电感比值变化值为0.1，令电感比值为10。
在步骤S30中，根据所述指标和所述电感比值最终值计算电流基值最终值，令电流基值等于电流基值最终值。
在步骤S40中，通过所述输入电压值和所述电流基值最终值计算阻抗基值，根据所述阻抗基值计算谐振腔参数值，其中，所述阻抗基值为所述输入电压值除以所述电流基值。
进一步地，在本申请实施例中，通过下述步骤获取所述步骤S020中的电感比值最终值：
步骤S21，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S22，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于所述电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于所述电压增益最大值时，
则，对电感比值减小电感比值变化值，执行步骤S23；
否则，令电感比值为原来的2倍，返回执行步骤S21；
步骤S23，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S24，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最大值时，
则，得到电感比值最终值，令电感比值为电感比值最终值；
否则，对电感比值减小电感比值变化值，返回执行步骤S23。
在本申请实施例中，电感比值初始值为10-30；电感比值变化值为0.01-0.2。
例如，当计算出电压增益最大值为1.47，电压增益最小值为1.05，变压器匝比为1，电感比值初始值为10，电感比值变化值为0.1，令电感比值为10，执行步骤S21-S22，得到的电感比值最终值为3.3，此时，令电感比值为电感比值最终值，即电感比值为3.3。
进一步地，在本申请实施例中，通过下述步骤获取所述步骤S30中的电流基值最终值：
步骤S31，根据所述电感比值最终值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，分别得到增益最小值与增益最大值之间的所有增益值对应的输出电流标幺值，所述的所有增益值对应的输出电流标幺值为理论的标幺化的输出负载特性，令电流基值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值；
步骤S32，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S33，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，令电流基值为原来的1/2，返回执行步骤S31；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，执行步骤S34；
步骤S34，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S35，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，此时的电流基值为电流基值最终值；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，返回执行步骤S34。
例如，当计算出电压增益最大值为1.47，电压增益最小值为1.05，变压器匝比为1，电感比值初始值为10，电感比值变化值为0.1，令电感比值为10，执行步骤S31-S32，得电流基值最终值为6.7A，此时，令电流基值为电流基值最终值，即电流基值为6.7A。
进一步地，在本申请实施例中，电流基值变化值为输出负载特性中的最大电流值的0.1％-10％。
进一步地，在本申请实施例中，通过下述方式获取所述步骤S40中的谐振腔参数值：
如果是LLC谐振式DC/DC变换器，谐振腔参数值为初级侧谐振电感、初级侧谐振电容和初级侧励磁电感，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值；
如果是CLLC谐振式DC/DC变换器，所述CLLC谐振式DC/DC变换器的谐振腔参数值是指初级侧谐振电感、初级侧谐振电容、初级侧励磁电感、次级侧谐振电感和次级侧谐振电容，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
Cr2＝n2Cr1
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值，n是变压器匝比，Cr2是次级侧谐振电容值，Lr2是次级侧谐振电感值。
图6为本申请实施例所提供的一种无传感器的同步整流控制方法的流程示意图。
如图6所示，本申请实施例的无传感器同步整流控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤S01，根据控制参考值，采样反馈值，经过一个闭环控制器，得到输出的开关频率值；
步骤S02，初级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度为开关频率值对应的开关周期的1/2，次级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度为预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；以及
步骤S03，将开关频率值、初级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度和次级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度输入给驱动信号发生器，驱动信号发生器按照开关频率以及脉冲宽度分别给初级侧的开关器件和次级侧的开关器件发出对应的驱动信号。
在本申请实施例中的一个控制周期内，上述步骤S01-S03都会执行一次，也就是说，步骤S01-S03表示的是一个控制周期内执行本申请实施例的控制方法所包含的步骤。
上述实施例提出的无传感器同步整流控制方法是针对于应用了前述的无传感器的同步整流参数匹配方法对谐振腔参数设计完成之后的LLC谐振式DC/DC变换器或者CLLC谐振式DC/DC变换器的控制方法。
进一步地，在本申请实施例中，控制参考值和采样反馈值均包括输出电压参考值和输出电流参考值；闭环控制器为P控制器，或者为PI控制器，或者为PID控制器，其中，闭环控制器由集成芯片系统，或由数字电路系统，或由模拟电路系统的方式实现；驱动信号发生器由集成芯片系统，或由数字电路系统，或由模拟电路系统的方式实现。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图以一个具体实施实例为例，对本申请的具体实施方式做详细的说明。
一个具体实施实例是针对CLLC谐振式DC/DC变换器的。
执行本申请实施例中的步骤S10，提供参数设计的指标，变换器的输出负载特性由图3给出，输出电压最小值为210V，输出电压最大值为294V，在输出210V至294V的所有电压之间，输出电流的最大值均为3A；输入电压值200V，谐振频率值70kHz，最大开关频率值63kHz，最小开关频率值49kHz，预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度7.19us。
执行本申请实施例中的步骤S20，计算出电压增益最大值与电压增益最小值，其中，电压增益最大值为1.47，电压增益最小值为1.05，变压器匝比为1，电感比值初始值为10，电感比值变化值为0.1，令电感比值为10。
执行本申请实施例中的步骤S21至S24，得到电感比值最终值为3.3。
执行本申请实施例中的步骤S31至S35，得到电流基值最终值为6.7A。
执行本申请实施例中的步骤S40，计算阻抗基值为29.8欧姆，然后，得到谐振腔参数值为：初级侧谐振电容值为72.6nF，初级侧谐振电感值为67.8uH，初级侧励磁电感值为223.8uH，次级侧谐振电容值为72.6nF，初级侧谐振电感值为67.8uH。
基于上述设计的谐振腔参数值，本申请提出的无传感器的同步整流控制方法的一个实施实例如下：
S01，在输出电压277.2V，输出电流3A时，闭环控制器得到的开关频率为50.6kHz。
S02，将初级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度设为9.88us，次级侧的开关器件驱动信号的脉冲宽度设为7.19us。
S03，初级侧谐振电流，次级侧谐振电流，次级侧H桥端口电压，次级侧开关器件驱动信号如图5所示，可以看到次级侧开关器件驱动信号脉宽与次级侧谐振电流幅值大于0的部分时间长度相同，实现了很好的同步整流。
以上所述仅是本发明的一种具体实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
此外，本申请实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提出的一种无传感器的同步整流参数匹配方法和控制方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
Claims (7)
1.一种无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，所述同步整流参数匹配方法包括以下步骤：
步骤S10，提供参数设计的指标，所述指标包括变换器的输出负载特性、输入电压值、谐振频率值、最大开关频率值、最小开关频率值和预定的次级侧开关器件在一个开关周期内的导通时间长度；令电感比值等于电感比值初始值，令电流基值等于电流基值初始值，其中，电流基值初始值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值；
步骤S20，根据所述指标计算电感比值最终值，令电感比值等于电感比值最终值；
步骤S30，根据所述指标和所述电感比值最终值计算电流基值最终值，令电流基值等于电流基值最终值；以及
步骤S40，通过所述输入电压值和所述电流基值最终值计算阻抗基值，根据所述阻抗基值计算谐振腔参数值，其中，所述阻抗基值为所述输入电压值除以所述电流基值；
通过下述步骤获取所述步骤S20中的电感比值最终值：
步骤S21，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S22，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于电压增益最大值时，
则，对电感比值减小电感比值变化值，执行步骤S23；
否则，令电感比值为原来的2倍，返回执行步骤S21；
步骤S23，根据所述的电感比值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，得到最大开关频率值对应的电压增益值和最小开关频率值对应的电压增益值；
步骤S24，当所述最大开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最小值，且所述最小开关频率值对应的电压增益值大于等于所述电压增益最大值时，
则，得到电感比值最终值，令电感比值为电感比值最终值；
否则，对电感比值减小电感比值变化值，返回执行步骤S23。
2.根据权利要求1所述的无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，通过下述步骤获取所述步骤S30中的电流基值最终值：
步骤S31，根据所述电感比值最终值、谐振频率值和导通时间长度，利用输出特性求解器，分别得到增益最小值与增益最大值之间的所有增益值对应的输出电流标幺值，所述的所有增益值对应的输出电流标幺值为理论的标幺化的输出负载特性，令电流基值等于变换器的输出负载特性中的最大电流值；
步骤S32，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S33，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，令电流基值为原来的1/2，返回执行步骤S31；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，执行步骤S34；
步骤S34，对输出负载特性中的所有电流值统一除以电流基值，得到实际的标幺化的输出负载特性；
步骤S35，当条件理论的所述标幺化的输出负载特性中的每一个电流标幺值均大于等于实际的标幺化的输出负载特性中的对应的电流标幺值时，
则，此时的电流基值为电流基值最终值；
否则，对电流基值减小电流基值变化值，返回执行步骤S34。
3.根据权利要求2所述的无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，所述电流基值变化值为输出负载特性中的最大电流值的0.1％-10％。
4.根据权利要求1所述的无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，通过下述方式获取所述步骤S40中的谐振腔参数值：
如果是LLC谐振式DC/DC变换器，谐振腔参数值为初级侧谐振电感、初级侧谐振电容和初级侧励磁电感，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值；
如果是CLLC谐振式DC/DC变换器，所述CLLC谐振式DC/DC变换器的谐振腔参数值是指初级侧谐振电感、初级侧谐振电容、初级侧励磁电感、次级侧谐振电感和次级侧谐振电容，按照如下公式得到谐振腔的参数值：
Cr2＝n2Cr1
上式中fr是谐振频率值，zbase是阻抗基值，k是电感比最终值，Cr1是初级侧谐振电容值，Lr1是次级侧谐振电感值，Lm是初级侧励磁电感值，n是变压器匝比，Cr2是次级侧谐振电容值，Lr2是次级侧谐振电感值。
5.根据权利要求1所述的无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，所述电感比值初始值为10-30。
6.根据权利要求1所述的无传感器的同步整流参数匹配方法，其特征在于，所述电感比值变化值为0.01-0.2。
7.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110626126.XA CN113541499B (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110626126.XA CN113541499B (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113541499A CN113541499A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113541499B true CN113541499B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=78095222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110626126.XA Active CN113541499B (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113541499B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114400901B (zh) * | 2022-01-26 | 2023-03-31 | 深圳信息职业技术学院 | 一种双向cllc谐振拓扑的均压控制电路及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108422065A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-21 | 华南理工大学 | 基于can现场总线和llc谐振变换器的脉冲mig焊电源系统及其控制方法 |
| CN110212767A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-06 | 东南大学 | 实现llc谐振变换器多步调频的数字控制方法 |
| CN110995006A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 深圳第三代半导体研究院 | 一种电力电子变压器设计方法 |
| CN111509987A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-08-07 | 青岛能蜂电气有限公司 | 谐振变换器及其参数优化方法、装置及电子设备 |
| CN112737342A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 浙江大学 | 一种双向谐振式cllc变换器参数优化设计方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9906136B2 (en) * | 2015-01-06 | 2018-02-27 | Infineon Technologies Austria Ag | System and method for LLC converter design |
-
2021
- 2021-06-04 CN CN202110626126.XA patent/CN113541499B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108422065A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-21 | 华南理工大学 | 基于can现场总线和llc谐振变换器的脉冲mig焊电源系统及其控制方法 |
| CN110212767A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-06 | 东南大学 | 实现llc谐振变换器多步调频的数字控制方法 |
| CN110995006A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 深圳第三代半导体研究院 | 一种电力电子变压器设计方法 |
| CN111509987A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-08-07 | 青岛能蜂电气有限公司 | 谐振变换器及其参数优化方法、装置及电子设备 |
| CN112737342A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 浙江大学 | 一种双向谐振式cllc变换器参数优化设计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113541499A (zh) | 2021-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9343986B2 (en) | Power converter with current feedback loop | |
| CN104038082B (zh) | 开关电源、开关电源的控制方法及控制芯片 | |
| KR102116705B1 (ko) | 컨버터 및 그 구동 방법 | |
| JP2003018838A (ja) | 共振コンバータ用制御装置 | |
| US9312778B2 (en) | Power supply device | |
| JP2010279118A (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| CN112600430A (zh) | 具有多模式操作的开关模式电源及其方法 | |
| CN113541499B (zh) | 无传感器的同步整流参数匹配方法、控制方法及存储介质 | |
| TW202110058A (zh) | 功率轉換器電路中電子開關驅動方法及控制電路 | |
| JP2006325350A (ja) | 電源装置 | |
| JP6398773B2 (ja) | 制御回路およびスイッチング電源装置 | |
| JP6364864B2 (ja) | 共振型ｄｃ／ｄｃコンバータ | |
| CN102939704B (zh) | 开关控制电路及开关电源装置 | |
| CN112152448A (zh) | 将输入直流电压变换为输出直流电压的开关调节电路 | |
| CN116455209A (zh) | 一种基于能量回馈的四脉冲间歇控制方法 | |
| Pakhaliuk et al. | Optimal Multivariable Control for Modified Z-source Based IPT | |
| JP4421400B2 (ja) | 噴射装置におけるピエゾ電気アクチュエータに電力を供給するための昇圧回路 | |
| CN105119515B (zh) | 电源以及控制电源的方法 | |
| JP2607569B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| De Falco et al. | Design of a parallel resonant converter as a constant current source with microcontroller-based output current regulation control | |
| Oeder et al. | A novel method to predict ZVS behavior of LLC converters | |
| Choi et al. | An integrated voltage-current compensator of LLC resonant converter for Li-ion battery charger applications | |
| JPH08168244A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP5317196B2 (ja) | 安定化回路および安定化方法 | |
| CN113037073A (zh) | 一种pfc变换器、电流控制方法和设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |