本發(fā)明數(shù)據(jù)開關(guān)變換器，具體涉及一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、電源作為電子設(shè)備的源動(dòng)力，承擔(dān)著電能變換的重要作用。隨著對(duì)高效率、低電磁干擾（emi）要求的不斷提高，雙輸出llc諧振變換器逐漸成為電源技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。作為一種新型的軟開關(guān)技術(shù)，雙輸出llc諧振變換器具備低emi、開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開通（zvs）、整流二極管實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷（zcs）等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電源行業(yè)當(dāng)中。雙輸出llc諧振變換器的主要控制方式通常為頻率控制，但在這種控制方式下，其輸入電壓范圍較窄，在輕載條件下，工作頻率偏離諧振頻率較多，導(dǎo)致系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新的拓寬輸入電壓范圍的控制方法及裝置。該控制方法通過同時(shí)調(diào)節(jié)工作頻率和占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)了寬范圍輸出，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)，此控制方法不僅使用于雙輸出llc諧振變換器，也可應(yīng)用于llc諧振變換器。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

3、本發(fā)明提供的一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置，包括變換器td、誤差放大器eap1、誤差放大器eap2、誤差放大器eap2、pi調(diào)節(jié)器pi1、pi調(diào)節(jié)器pi2、變頻鋸齒波發(fā)生器saw、比較器cmp、反相器not、乘法器and1、乘法器and2、驅(qū)動(dòng)電路dr1、驅(qū)動(dòng)電路dr2以及單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono；所述變換器td為雙輸出全橋llc諧振變換器，設(shè)有控制開關(guān)管q1~q4,所述驅(qū)動(dòng)電路dr1的輸出端與控制開關(guān)管q1以及q4連接，控制控制開關(guān)管q1與q4的導(dǎo)通，所述驅(qū)動(dòng)電路dr2的輸出端與控制開關(guān)管q2以及q3連接，控制控制開關(guān)管q2與q3的導(dǎo)通；所述變換器td的輸出端連接誤差放大器eap1與誤差放大器eap2的輸入端，誤差放大器eap1的輸出端連接pi調(diào)節(jié)器pi1的輸入端，pi調(diào)節(jié)器pi1的輸出端連接變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端,所述變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸出端連接比較器cmp的輸入端；所述誤差放大器eap2的輸入端連接pi調(diào)節(jié)器pi2的輸入端，pi調(diào)節(jié)器pi2的輸出端連接比較器cmp的輸入端；所述比較器cmp的輸出端連接單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的輸入端、反相器not的輸入端以及乘法器and1的輸入端，反相器not的輸出端連接乘法器and2的輸入端，所述單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的輸出端連接乘法器and1與乘法器and2的輸入端，所述乘法器and1的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路dr1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，所述乘法器and2的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路dr2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端。

4、進(jìn)一步的，還包括限幅器lim，所述限幅器lim的輸入端與pi調(diào)節(jié)器pi1的輸出端連接，輸出端與變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端連接。

5、進(jìn)一步的，所述誤差放大器eap1與誤差放大器eap2的輸入端還接入一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1。

6、進(jìn)一步的，所述變換器td接入輸入電壓vin。

7、一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

8、步驟1，在任意一個(gè)周期起始時(shí)刻，所述變換器td的輸出端輸出采樣輸出電壓voa，經(jīng)過誤差放大器eap1與誤差放大器eap2產(chǎn)生放大的誤差信號(hào)ve1與ve2，并分別輸入至pi調(diào)節(jié)器pi1與pi調(diào)節(jié)器pi2的輸入端；

9、步驟2，所述誤差信號(hào)ve1經(jīng)過pi調(diào)節(jié)器pi1調(diào)節(jié)后將信號(hào)輸入到變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端，生成變頻鋸齒波信號(hào)vsaw；并將變頻鋸齒波信號(hào)vsaw輸入；

10、步驟3，將所述誤差信號(hào)ve2輸入pi調(diào)節(jié)器pi2調(diào)節(jié)后生成信號(hào)vpi2；

11、步驟4，將信號(hào)vsaw輸入到比較器cmp的正端，信號(hào)vpi2輸入到比較器cmp的負(fù)端，比較器cmp經(jīng)過處理后輸出信號(hào)到單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的信號(hào)輸入端、乘法器and1的輸入端以及反相器not的輸入端；

12、步驟5，將單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的q端信號(hào)vdead輸入到乘法器and1，乘法器and1處理比較器cmp的輸出信號(hào)與單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的q端信號(hào)vdead后輸出信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路dr1，所述驅(qū)動(dòng)電路dr1輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制控制開關(guān)管q1與q4的導(dǎo)通；

13、步驟6，將單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的q端信號(hào)vdead輸入到乘法器and2，將反相器not的輸出端信號(hào)輸入至乘法器and2，乘法器and2處理反相器not的輸出端信號(hào)與單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono的q端信號(hào)vdead后輸出信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路dr2，所述驅(qū)動(dòng)電路dr2輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制控制開關(guān)管q2與q3的導(dǎo)通。

14、進(jìn)一步的，所述步驟1中，所述誤差放大器eap1進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，還輸入有一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1，誤差放大器eap1將采樣輸出電壓voa與電壓基準(zhǔn)值vref1進(jìn)行處理后產(chǎn)生放大誤差信號(hào)ve1。

15、進(jìn)一步的，所述步驟1中，所述誤差放大器eap2進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，還輸入有一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1，誤差放大器eap2將采樣輸出電壓voa與電壓基準(zhǔn)值vref1進(jìn)行處理后產(chǎn)生放大誤差信號(hào)ve2。

16、進(jìn)一步的，所述步驟2中，誤差信號(hào)ve1經(jīng)過pi調(diào)節(jié)器pi1調(diào)節(jié)后先將信號(hào)輸入限幅器lim，再將限幅器lim的輸出信號(hào)輸入到變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端。

17、本發(fā)明的有益效果在于：（1）拓寬了雙輸出llc諧振變換器輸入電壓范圍；（2）可同時(shí)改變工作頻率及占空比;（3）輸入電壓跳變后或者輸出支路負(fù)載跳變后，該新型控制方式的工作頻率相比與變頻控制的工作頻率更加靠近諧振頻率。

技術(shù)特征：

1.一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置，其特征在于：包括變換器td、誤差放大器eap1、誤差放大器eap2、誤差放大器eap2、pi調(diào)節(jié)器pi1、pi調(diào)節(jié)器pi2、變頻鋸齒波發(fā)生器saw、比較器cmp、反相器not、乘法器and1、乘法器and2、驅(qū)動(dòng)電路dr1、驅(qū)動(dòng)電路dr2以及單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器mono；

2.如權(quán)利要求1所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置，其特征在于：還包括限幅器lim，所述限幅器lim的輸入端與pi調(diào)節(jié)器pi1的輸出端連接，輸出端與變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端連接。

3.如權(quán)利要求2所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置，其特征在于：所述誤差放大器eap1與誤差放大器eap2的輸入端還接入一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1。

4.如權(quán)利要求1所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法，其特征在于：所述變換器td接入輸入電壓vin。

5.一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

6.如權(quán)利要求5所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法，其特征在于：所述步驟1中，所述誤差放大器eap1進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，還輸入有一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1，誤差放大器eap1將采樣輸出電壓voa與電壓基準(zhǔn)值vref1進(jìn)行處理后產(chǎn)生放大誤差信號(hào)ve1。

7.如權(quán)利要求5所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法，其特征在于：所述步驟1中，所述誤差放大器eap2進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，還輸入有一個(gè)電壓基準(zhǔn)值vref1，誤差放大器eap2將采樣輸出電壓voa與電壓基準(zhǔn)值vref1進(jìn)行處理后產(chǎn)生放大誤差信號(hào)ve2。

8.如權(quán)利要求1所述的新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法，其特征在于：所述步驟2中，誤差信號(hào)ve1經(jīng)過pi調(diào)節(jié)器pi1調(diào)節(jié)后先將信號(hào)輸入限幅器lim，再將限幅器lim的輸出信號(hào)輸入到變頻鋸齒波發(fā)生器saw的輸入端。

技術(shù)總結(jié)
一種新型拓寬輸入電壓范圍控制裝置及方法，裝置包括變換器TD、誤差放大器EAP<subgt;1</subgt;、誤差放大器EAP<subgt;2</subgt;、誤差放大器EAP<subgt;2</subgt;、PI調(diào)節(jié)器PI<subgt;1</subgt;、PI調(diào)節(jié)器PI<subgt;2</subgt;、變頻鋸齒波發(fā)生器SAW、比較器CMP、反相器NOT、乘法器AND<subgt;1</subgt;、乘法器AND<subgt;2</subgt;、驅(qū)動(dòng)電路DR<subgt;1</subgt;、驅(qū)動(dòng)電路DR<subgt;2</subgt;以及單穩(wěn)態(tài)多震蕩發(fā)生器MONO，控制方法上通過同時(shí)調(diào)節(jié)工作頻率和占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓。通過本發(fā)明的實(shí)施，拓寬了雙輸出LLC諧振變換器輸入電壓范圍，在工作時(shí)可同時(shí)改變工作頻率及占空比，在輸入電壓跳變后或者輸出支路負(fù)載跳變后，該控制方式的工作頻率與變頻控制的工作頻率相比更加靠近諧振頻率。

技術(shù)研發(fā)人員：孫瑞波,廖鳴宇,孔昊,鄭和俊,王小艷,龍紹明,張自翔,李中原,龍江,代麗,杜茂鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州航天林泉電機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28