CN114039490A - 数字变频调压装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关电源技术领域,具体涉及一种数字变频调压装置及其控制方法。包括输出电压采样电路、PWM数字控制电路、半桥功率管驱动电路、半桥LLC主功率电路和输出滤波电路;输出电压采样电路用于对输出负载Ra两端电压采样,PWM数字控制电路用于对采样输出电压和预置输出电压进行的PID运算调整LLC‑HDR和LLC‑LDR信号的频率并输出至PWM数字控制电路;半桥功率管驱动电路用于将LLC‑HDR和LLC‑LDR信号放大隔离后形成H‑DR和L‑DR信号;H‑DR和L‑DR两路PWM波信号用于控制半桥LLC主功率电路的主功率MOS管V13、V14的开通或关断。本装置基于半桥功率管驱动电路和PWM数字控制电路形成半桥LLC主功率电路驱动装置,使半桥LLC主功率电路在额定输入的情况下进行宽范围的稳压输出。

Description

数字变频调压装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域,特别是广泛地应用于电机控制、开关电源、变频器和逆变器等以及要求快速、低损耗的领域的驱动装置,具体涉及一种数字变频调压装置及其控制方法。
背景技术
开关电源的高频化是电源技术的发展趋势,高频化带来的优势和效益是推动了产品的小型化和轻便化,数字控制与传统/常规的控制有密切的关系,常规控制往往包含在数字控制之中,数字控制力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。随着芯片技术的不断发展,数字控制在开关电源中将得到迅速的发展。微控制器进入DC-DC变换器是技术发展的必由之路。与模拟控制相比、数字控制开关电源在结构和性能上有以下特点:
(1)以数字信号处理器作为PWM波驱动核心,将在开关电源驱动器以及PWM控制器作为控制对象提高了系统的灵活性,采用数字控制技术可以在同一硬件平台上只通过改变软件就可以改变控制策略从而实现对不同变换器系统的控制。
(2)采用“整合数字电源”技术,实现了开关电源在模拟组件与数字组件的优化组合。
(3)高集成度。实现了开关电源单片集成化,将大量的分立器件整合到一个芯片或一组芯片中。
(4)数字控制系统具有很强的抗干扰能力。模拟元器件易受环境和温度的变化影响,所以模拟控制器稳定性较差。数字控制较少受到器件老化、环境或者参数变化的影响,比模拟控制器更稳定可靠,具有很强的抗干扰能力。
(5)能充分发挥数字信号处理器以及微处理器的优势,数字控制可以实现各种复杂的控制策略,提高控制系统的性能,使所设计的开关电源达到高技术高性能指标。
鉴于数字控制开关电源的优势,如何提供一种高可靠性、高稳定性,同时能满足宽范围输入电压的稳压装置成为亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷,提供一种数字变频调压装置及其控制方法,具有高可靠性、高稳定性,同时能满足宽范围输入电压。
本发明一种数字变频调压装置,其技术方案为:
包括输出电压采样电路、PWM数字控制电路、半桥功率管驱动电路、半桥LLC主功率电路和输出滤波电路;
所述输出电压采样电路用于对所述输出滤波电路中输出负载Ra两端电压进行采样,并将采样输出电压输出至PWM数字控制电路;
所述PWM数字控制电路用于向半桥功率管驱动电路输出LLC-HDR信号和LLC-LDR信号,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率通过PWM数字控制电路对采样输出电压和预置输出电压进行PID运算后进行调整,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号为占空比固定互补的PWM波信号;
所述半桥功率管驱动电路用于将LLC-HDR和LLC-LDR信号放大隔离后形成H-DR和L-DR两路互补的PWM信号;
所述半桥LLC主功率电路包括用于控制所述半桥LLC主功率电路传递能量的主功率MOS管V13和V14,所述半桥功率管驱动电路输出的H-DR和L-DR两路PWM波信号用于控制半桥LLC主功率电路的主功率MOS管V13、V14的开通或关断。
较为优选的,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率通过PWM数字控制电路对采样输出电压和预置输出电压进行PID运算后进行调整包括:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率。
较为优选的,所述半桥功率管驱动电路包括驱动芯片N11、驱动变压器T6、H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路,所述H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路为互补电路;
所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号与所述驱动芯片N11的信号输入端连接,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端与驱动变压器T6的主边线圈两端连接,所述驱动变压器T6的两个副边线圈分别连接述H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路;
其中,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端用于输出与LLC-HDR和LLC-LDR信号同占空比、同频率,高电平幅值为V1的互补的PWM波。
较为优选的,当所述驱动芯片N11接收到的LLC-HDR信号为高电平、LLC-LDR信号为低电平时,驱动芯片N11的第一信号输出端输出幅值为V1的高电平信号,驱动芯片N11的第二信号输出端输出幅值为0的低电平信号,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13开通,V14关断;
当所述驱动芯片N11接收到的LLC-HDR信号为低电平、LLC-LDR信号为高电平时,驱动芯片N11的第一信号输出端输出幅值为0的低电平信号,驱动芯片N11的第二信号输出端输出幅值为V1的高电平信号,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13关断,V14开通。
较为优选的,所述H-DR信号发生电路包括电阻R86-R88、电阻R92、电容C89、C91、MOS管V17、二极管V15、稳压二极管V16、V19,所述H-DR信号发生电路的H-DR信号输出端经串联的电阻R86、R92与驱动变压器T6第一副边绕组的第一端连接,所述H-DR信号发生电路的OUT信号输出端经反向连接的二极管V15、稳压二极管V19与驱动变压器T6第一副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第一副边绕组两端与电阻R88、电容C89形成的滤波电路连接,所述MOS管V17的漏极连接于电阻R86、R92之间,所述MOS管V17的源极连接于二极管V15和稳压二极管V19之间,所述MOS管V17的栅极通过电阻R87与二极管V15的阴极连接,通过稳压二极管V16与二极管V15的阳极连接,所述电容C91与稳压二极管V19并联;
所述L-DR信号发生电路包括电阻R89-R91、电阻R93、电容C92、C94、MOS管V22、二极管V20、稳压二极管V21、V24,所述L-DR信号发生电路的L-DR信号输出端经串联的电阻R89、R93与驱动变压器T6第二副边绕组的第一端连接,所述L-DR信号发生电路的接地端经反向连接的二极管V20、稳压二极管V24与驱动变压器T6第二副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第二副边绕组两端与电阻R91、电容C92形成的滤波电路连接,所述MOS管V22的漏极连接于电阻R89、R93之间,所述MOS管V22的源极连接于二极管V20和稳压二极管V24之间,所述MOS管V22的栅极通过电阻R90与二极管V20的阴极连接,通过稳压二极管V21与二极管V20的阳极连接,所述电容C94与稳压二极管V24并联。
较为优选的,所述PWM数字控制电路输出的LLC-HDR信号与半桥功率管驱动电路输出的H-DR信号电平同步且占空比和频率一致;
所述PWM数字控制电路输出的LLC-LDR信号与半桥功率管驱动电路输出的L-DR信号电平同步且占空比和频率一致。
较为优选的,所述半桥LLC主功率电路包括主功率MOS管V13、V14、谐振电容C11、C13、谐振电感L4、激磁电感L3、高频变压器T2B;
所述半桥LLC主功率电路用于通过谐振电感L4、激磁电感L3、谐振电容C11、C13组成的谐振腔,将直流母线电压VBUS+转化为能通过高频变压器T2B的交流电压。
较为优选的,所述MOS管V13的栅极与H-DR信号输入端连接,MOS管V13的漏极与直流母线电压VBUS+连接,MOS管V13的源极与MOS管V14的漏极连接,所述MOS管V14的栅极与L-DR信号输入端连接,MOS管V14的源极接地,所述MOS管V13的栅极通过电阻R84与OUT信号输入端连接,所述MOS管V14的栅极通过电阻R85接地,所述MOS管V13的漏极与MOS管V14的源极之间设有串联的电容C17、C18和串联的谐振电容C11、C13,所述电容C17、C18与谐振电容C11、C13并联,所述激磁电感L3连接于高频变压器T2B的主边线圈两端之间,所述OUT信号输入端通过谐振电感L4与激磁电感L3一端连接。
本发明一种数字变频调压装置的控制方法,其技术方案为:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率。
较为优选的,还包括:
当LLC-HDR信号为高电平、LLC-LDR信号为低电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13开通,V14关断;
当LLC-HDR信号为低电平、LLC-LDR信号为高电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13关断,V14开通。
本发明的有益效果为:利用输出电压采样电路对输出电压进行采样,在PWM数字控制电路内通过对采样输出电压、预置输出电压进行LLC-HDR和LLC-LDR信号频率的PID运算,调节LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,从而调节半桥功率管驱动电路H-DR和L-DR信号的输出,使半桥LLC主功率电路的开关管V13和V14的开通频率可根据采样输出电压、预置输出电压进行对应控制,保证了高可靠性、高稳定性,同时使半桥功率电路在额定输入的情况下进行宽范围的稳压输出。
附图说明
图1为本发明连接原理示意图;
图2为本发明输出电压采样电路示意图;
图3为本发明PWM数字控制电路示意图;
图4为本发明半桥功率管驱动电路示意图;
图5为本发明半桥LLC主功率电路、输出滤波电路示意图。
具体实施方式
为了使本申请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,对本申请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申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
图1示出了一种数字变频调压装置的连接原理示意图,该装置包括辅助供电电路1、半桥LLC主功率电路2、半桥功率管驱动电路3、PWM数字控制电路4、输出电压采样电路5、输出整流电路6。半桥功率管驱动电路3与半桥LLC主功率电路2、PWM数字控制电路4和辅助供电电路1连接;PWM数字控制电路4与输出电压采样电路5、辅助供电电路1以及半桥功率管驱动电路3连接;半桥功率管驱动电路3的输出与半桥LLC主功率电路2连接;半桥LLC主功率电路2的输出端与输出滤波电路6连接;PWM数字控制电路4的输出端作为半桥功率管驱动电路3控制端的连接端;输出电压采样电路5的输出作为PWM数字控制电路4的控制端的连接端;辅助供电电路1的输出端作为PWM数字控制电路4和半桥功率管驱动电路3供电端的连接端。
如图2所示,所述输出电压采样电路5用于对输出滤波电路6输出负载Ra两端电压进行采样,输出电压经过输出电压采样电路5电阻R100和R101分压后,将R101分得的电压值ADCIN9输出至PWM数字控制电路4,其中电阻R103和电容C103组成滤波电路使ADCIN9信号更加稳定;
如图3所示,所述PWM数字控制电路4将采集的输出电压和预置输出电压进行PID运算调整LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,所述LLC-HDR和LLC-LDR为占空比固定互补的PWM波信号,均输出至半桥功率管驱动电路3;所述半桥功率管驱动电路3将LLC-HDR和LLC-LDR信号进放大隔离后形成H-DR和L-DR两路互补的PWM信号。
所述PWM数字控制电路4对采集的输出电压和预置输出电压进行PID运算输出两路LLC-HDR和LLC-LDR信号,输出LLC-HDR和LLC-LDR信号包括:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,采样输出电压降低,增大LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,采样输出电压增大,降低LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,采样输出电压一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,增大采样输出电压,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,采样输出电压一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,降低采样输出电压,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
如图4所示,所述半桥功率管驱动电路3包括驱动芯片N11、驱动变压器T6、两路互补H-DR和L-DR信号发生电路;LLC-HDR信号和LLC-LDR信号与所述驱动芯片N11的信号输入端连接,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端与驱动变压器T6的主边线圈两端连接,所述驱动变压器T6的两个副边线圈分别连接述H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路;
其中,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端用于输出与LLC-HDR和LLC-LDR信号同占空比、同频率,高电平幅值为V1的互补的PWM波。本实施例中,V1为12v,V1还可选取12v之外的其它值,具体可根据电路要求合理选取。
具体的,LLC-HDR和LLC-LDR信号分别作为驱动芯片N11引脚2和引脚4的输入信号,N11引脚7和引脚5分别输出与LLC-HDR和LLC-LDR信号同占空比、同频率,高电平幅值为12V互补的PWM波作为驱动变压器T6的1脚和2脚输入信号,经过隔直电容C99将信号隔离传递到驱动变压器T6两组副边,两组副边引脚分别与H-DR和L-DR信号发生电路相连。
所述H-DR信号发生电路包括电阻R86-R88、电阻R92、电容C89、C91、MOS管V17、二极管V15、稳压二极管V16、V19,所述H-DR信号发生电路的H-DR信号输出端经串联的电阻R86、R92与驱动变压器T6第一副边绕组的第一端连接,所述H-DR信号发生电路的OUT信号输出端经反向连接的二极管V15、稳压二极管V19与驱动变压器T6第一副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第一副边绕组两端与电阻R88、电容C89形成的滤波电路连接,所述MOS管V17的漏极连接于电阻R86、R92之间,所述MOS管V17的源极连接于二极管V15和稳压二极管V19之间,所述MOS管V17的栅极通过电阻R87与二极管V15的阴极连接,通过稳压二极管V16与二极管V15的阳极连接,所述电容C91与稳压二极管V19并联;
所述L-DR信号发生电路包括电阻R89-R91、电阻R93、电容C92、C94、MOS管V22、二极管V20、稳压二极管V21、V24,所述L-DR信号发生电路的L-DR信号输出端经串联的电阻R89、R93与驱动变压器T6第二副边绕组的第一端连接,所述L-DR信号发生电路的接地端经反向连接的二极管V20、稳压二极管V24与驱动变压器T6第二副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第二副边绕组两端与电阻R91、电容C92形成的滤波电路连接,所述MOS管V22的漏极连接于电阻R89、R93之间,所述MOS管V22的源极连接于二极管V20和稳压二极管V24之间,所述MOS管V22的栅极通过电阻R90与二极管V20的阴极连接,通过稳压二极管V21与二极管V20的阳极连接,所述电容C94与稳压二极管V24并联。
当LLC-HDR信号为高电平时,LLC-LDR信号为低电平,芯片N11的7脚输出信号为12V高电平,5脚输出信号为0V低电平,驱动变压器T6的3脚经过电阻R86和R92形成H-DR信号,此时H-DR信号相对OUT信号为17V的高电平,驱动主功率MOS管V13完全开通,H-DR信号经过MOS管V13向C91充电。同时驱动变压器T6的5脚为高电平17V信号,经过电阻R90驱动MOS管V22的开通,此时电容C94、主功率MOS管V14内部结电容、电阻R93以及MOS管V22形成放电回路,电容C94进行放电,L-DR信号相对PGND信号变为-4V的低电平,将主功率MOS管V14完全关断。
当LLC-HDR信号为低电平时,LLC-LDR信号为高电平,芯片N11的7脚输出信号为0V低电平,5脚输出信号为12V高电平,驱动变压器T6的4脚为高电平17V信号,经过电阻R87驱动MOS管V17的开通,此时刻电容C91、主功率MOS管V13内部结电容、电阻R92以及MOS管V17形成放电回路,电容C91进行放电,H-DR信号相对OUT信号变为-4V的低电平,将主功率MOS管V13完全关断。同时驱动变压器T6的6脚经过电阻R89和R93形成L-DR信号,此时L-DR信号相对PGND信号为17V的高电平,驱动主功率MOS管V14完全开通,L-DR信号经过主功率MOS管V14向C94充电。
H-DR和L-DR信号发生电路的R88和C89、R91和C92构成信号RC滤波电路,使驱动变压器T6副边采样输出电压更加稳定;稳压二极管V16、V21分别作为MOS管V17和MOS管V22栅极保护管,防止MOS管V17和MOS管V22栅极电压过而被高击穿。稳压二极管V19和V24分别防止电容C91和C94充电电压过高,使H-DR和L-DR信号为低电平时电压更稳定。
如图5所示,所述半桥LLC主功率电路2包括用于控制所述半桥LLC主功率电路2传递能量的主功率MOS管V13和V14,半桥功率管驱动电路3输出的H-DR和L-DR两路PWM波信号用于控制半桥LLC主功率电路2的主功率MOS管V13、V14的开通和关断。
所述的半桥LLC主功率电路2由功率MOS管V13、V14,谐振电容C11、C13,谐振电感L4,激磁电感L3和高频变压器T2B组成,整流滤波电路由整流二极管V8、V9,滤波电感L5,滤波电容Ca组成;其中谐振电感L4、激磁电感L3、谐振电容C11、C13组成谐振腔,将VBUS+直流母线电压转化为能通过高频变压器T2B的交流电压;滤波电感L5、滤波电容Ca以及整流二极管V8、V9组成了输出整流滤波电路,使负载Ra两端电压更加稳定。
MOS管V13的栅极与H-DR信号输入端连接,MOS管V13的漏极与直流母线电压VBUS+连接,MOS管V13的源极与MOS管V14的漏极连接,所述MOS管V14的栅极与L-DR信号输入端连接,MOS管V14的源极接地,所述MOS管V13的栅极通过电阻R84与OUT信号输入端连接,所述MOS管V14的栅极通过电阻R85接地,所述MOS管V13的漏极与MOS管V14的源极之间设有串联的电容C17、C18和串联的谐振电容C11、C13,所述电容C17、C18与谐振电容C11、C13并联,所述激磁电感L3连接于高频变压器T2B的主边线圈两端之间,所述OUT信号输入端通过谐振电感L4与激磁电感L3一端连接。
本发明还提供了一种数字变频调压装置及其控制方法,其技术方案为:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,采样输出电压降低,增大LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,采样输出电压增大,降低LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,采样输出电压一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,增大采样输出电压,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,采样输出电压一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR和LLC-LDR信号的频率,降低采样输出电压,使采样输出电压与预置输出电压保持一致。
当LLC-HDR信号为高电平、LLC-LDR信号为低电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13开通,V14关断;
当LLC-HDR信号为低电平、LLC-LDR信号为高电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13关断,V14开通。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字变频调压装置,其特征在于:包括输出电压采样电路、PWM数字控制电路、半桥功率管驱动电路、半桥LLC主功率电路和输出滤波电路;
所述输出电压采样电路用于对所述输出滤波电路中输出负载Ra两端电压进行采样,并将采样输出电压输出至PWM数字控制电路;
所述PWM数字控制电路用于向半桥功率管驱动电路输出LLC-HDR信号和LLC-LDR信号,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率通过PWM数字控制电路对采样输出电压和预置输出电压进行PID运算后进行调整,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号为占空比固定互补的PWM波信号;
所述半桥功率管驱动电路用于将LLC-HDR和LLC-LDR信号放大隔离后形成H-DR和L-DR两路互补的PWM信号;
所述半桥LLC主功率电路包括用于控制所述半桥LLC主功率电路传递能量的主功率MOS管V13和V14,所述半桥功率管驱动电路输出的H-DR和L-DR两路PWM波信号用于控制半桥LLC主功率电路的主功率MOS管V13、V14的开通或关断。
2.根据权利要求1所述的数字变频调压装置,其特征在于,所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率通过PWM数字控制电路对采样输出电压和预置输出电压进行PID运算后进行调整包括:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率。
3.根据权利要求1所述的数字变频调压装置,其特征在于,所述半桥功率管驱动电路包括驱动芯片N11、驱动变压器T6、H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路,所述H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路为互补电路;
所述LLC-HDR信号和LLC-LDR信号与所述驱动芯片N11的信号输入端连接,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端与驱动变压器T6的主边线圈两端连接,所述驱动变压器T6的两个副边线圈分别连接述H-DR信号发生电路和L-DR信号发生电路;
其中,所述驱动芯片N11的第一信号输出端和第二信号输出端用于输出与LLC-HDR和LLC-LDR信号同占空比、同频率,高电平幅值为V1的互补的PWM波。
4.根据权利要求3所述的数字变频调压装置,其特征在于:
当所述驱动芯片N11接收到的LLC-HDR信号为高电平、LLC-LDR信号为低电平时,驱动芯片N11的第一信号输出端输出幅值为V1的高电平信号,驱动芯片N11的第二信号输出端输出幅值为0的低电平信号,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13开通,V14关断;
当所述驱动芯片N11接收到的LLC-HDR信号为低电平、LLC-LDR信号为高电平时,驱动芯片N11的第一信号输出端输出幅值为0的低电平信号,驱动芯片N11的第二信号输出端输出幅值为V1的高电平信号,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13关断,V14开通。
5.根据权利要求3所述的数字变频调压装置,其特征在于:
所述H-DR信号发生电路包括电阻R86-R88、电阻R92、电容C89、C91、MOS管V17、二极管V15、稳压二极管V16、V19,所述H-DR信号发生电路的H-DR信号输出端经串联的电阻R86、R92与驱动变压器T6第一副边绕组的第一端连接,所述H-DR信号发生电路的OUT信号输出端经反向连接的二极管V15、稳压二极管V19与驱动变压器T6第一副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第一副边绕组两端与电阻R88、电容C89形成的滤波电路连接,所述MOS管V17的漏极连接于电阻R86、R92之间,所述MOS管V17的源极连接于二极管V15和稳压二极管V19之间,所述MOS管V17的栅极通过电阻R87与二极管V15的阴极连接,通过稳压二极管V16与二极管V15的阳极连接,所述电容C91与稳压二极管V19并联;
所述L-DR信号发生电路包括电阻R89-R91、电阻R93、电容C92、C94、MOS管V22、二极管V20、稳压二极管V21、V24,所述L-DR信号发生电路的L-DR信号输出端经串联的电阻R89、R93与驱动变压器T6第二副边绕组的第一端连接,所述L-DR信号发生电路的接地端经反向连接的二极管V20、稳压二极管V24与驱动变压器T6第二副边绕组的第二端连接,所述驱动变压器T6第二副边绕组两端与电阻R91、电容C92形成的滤波电路连接,所述MOS管V22的漏极连接于电阻R89、R93之间,所述MOS管V22的源极连接于二极管V20和稳压二极管V24之间,所述MOS管V22的栅极通过电阻R90与二极管V20的阴极连接,通过稳压二极管V21与二极管V20的阳极连接,所述电容C94与稳压二极管V24并联。
6.根据权利要求1所述的数字变频调压装置,其特征在于:
所述PWM数字控制电路输出的LLC-HDR信号与半桥功率管驱动电路输出的H-DR信号电平同步且占空比和频率一致;
所述PWM数字控制电路输出的LLC-LDR信号与半桥功率管驱动电路输出的L-DR信号电平同步且占空比和频率一致。
7.根据权利要求1所述的数字变频调压装置,其特征在于:所述半桥LLC主功率电路包括主功率MOS管V13、V14、谐振电容C11、C13、谐振电感L4、激磁电感L3、高频变压器T2B;
所述半桥LLC主功率电路用于通过谐振电感L4、激磁电感L3、谐振电容C11、C13组成的谐振腔,将直流母线电压VBUS+转化为能通过高频变压器T2B的交流电压。
8.根据权利要求7所述的数字变频调压装置,其特征在于:
所述MOS管V13的栅极与H-DR信号输入端连接,MOS管V13的漏极与直流母线电压VBUS+连接,MOS管V13的源极与MOS管V14的漏极连接,所述MOS管V14的栅极与L-DR信号输入端连接,MOS管V14的源极接地,所述MOS管V13的栅极通过电阻R84与OUT信号输入端连接,所述MOS管V14的栅极通过电阻R85接地,所述MOS管V13的漏极与MOS管V14的源极之间设有串联的电容C17、C18和串联的谐振电容C11、C13,所述电容C17、C18与谐振电容C11、C13并联,所述激磁电感L3连接于高频变压器T2B的主边线圈两端之间,所述OUT信号输入端通过谐振电感L4与激磁电感L3一端连接。
9.一种根据权利要求1所述的数字变频调压装置的控制方法,其特征在于,包括:
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,预置输出电压不变,输出负载Ra阻值减小时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压增大时,增大LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率;
当输入电压一定,输出负载Ra阻值一定,预置输出电压降低时,降低LLC-HDR信号和LLC-LDR信号的频率。
10.根据权利要求9所述的数字变频调压装置的控制方法,其特征在于,还包括:
当LLC-HDR信号为高电平、LLC-LDR信号为低电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13开通,V14关断;
当LLC-HDR信号为低电平、LLC-LDR信号为高电平时,所述半桥LLC主功率电路的MOS管V13关断,V14开通。
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