谐振变换器的驱动频率的控制方法、电源模块及用电设备与流程

本技术涉及新能源充电，具体而言，涉及一种谐振变换器的驱动频率的控制方法、电源模块及用电设备。

背景技术：

1、随着新能源汽车的普及，电源模块作为新能源汽车的核心电力转换部件，对电源模块的功率密度以及转换效率的要求越来越高。电源模块通常采用前级功率因数校正（power factor correction，简称pfc）和后级双路电感（l）-变压器原边励磁电感（l）-电容（c）（简称llc）组成的谐振变换器拓扑结构。电源模块为新能源汽车充电时，通常需要具备满功率输出的能力，而当电源模块外围温度较高时，其内部器件热量不易散出。若充电模块继续满功率输出，则会导致其内部器件温升进一步加剧。

2、目前，通过检测环境温度进行电源模块的输出功率降额处理，以确保充电的连续性及电源模块的安全可靠性。但是，当电源模块的谐振变换器输出电压较高时，受制于llc的增益特性，双路llc的开关管工作频率均较低，使得变换器励磁电流较大，当电源模块在夏季运行时，环境温度较高，即使输出功率降额处理后，变换器的励磁电流仍然较大，影响电源模块的安全稳定运行。另外，还可以重新对变换器中变压器的磁芯材料选型、磁芯有效截面积、线包匝数等方面进行优化设计，但会增加变换器的体积和电气成本。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种谐振变换器的驱动频率的控制方法、电源模块及用电设备，以解决现有技术中电源模块外围温度较高时导致谐振变换器温升加剧的实际需要的问题。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供一种谐振变换器的驱动频率的控制方法，应用于电源模块中的控制单元，所述电源模块包括所述控制单元、检测单元、第一谐振变换器以及第二谐振变换器，所述方法包括：

4、获取指令需求信息以及所述检测单元检测得到的检测信息，所述检测信息包括所述电源模块的输出电压、所述电源模块的输出电流以及当前环境温度，所述指令需求信息包括目标输出电压以及目标输出电流；

5、根据所述当前环境温度，确定是否调整所述第一谐振变换器的驱动频率，若是，则在当前控制周期内，将所述第一谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第一谐振变换器的目标驱动频率，并将所述第二谐振变换器的初始驱动频率调低至所述第二谐振变换器的实际驱动频率，其中，在所述第一谐振变换器的目标驱动频率的驱动下，所述第一谐振变换器的输出功率小于所述第二谐振变换器在所述第二谐振变换器的实际驱动频率下的输出功率；

6、在所述第二谐振变换器的温度满足第一预设条件时，将所述第一谐振变换器的目标驱动频率调低至所述第一谐振变换器的初始驱动频率，并将所述第二谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第二谐振变换器的目标驱动频率；

7、在所述第一谐振变换器的温度满足第二预设条件时，将所述第二谐振变换器的目标驱动频率调低至所述第二谐振变换器的初始驱动频率，并进入所述当前控制周期的下一控制周期。

8、作为一种可选的实现方式，所述检测单元包括输出电压采样电路、输出电流采样电路以及环境温度采样电路；

9、所述获取所述检测单元检测得到的检测信息，包括：

10、通过所述输出电压采样电路检测得到所述电源模块的输出电压；

11、通过所述输出电流采样电路检测得到所述电源模块的输出电流；

12、通过所述环境温度采样电路检测得到所述当前环境温度。

13、作为一种可选的实现方式，所述根据所述当前环境温度，确定是否调整所述第一谐振变换器的驱动频率，包括：

14、若所述当前环境温度处于预设温度区间，则确定调整所述第一谐振变换器的驱动频率。

15、作为一种可选的实现方式，所述在当前控制周期内，将所述第一谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第一谐振变换器的目标驱动频率，包括：

16、根据所述检测信息以及所述指令需求信息，通过闭环控制运算确定所述第一谐振变换器的初始驱动频率；

17、获取所述第一谐振变换器的目标驱动频率以及预设的第一调整时长；

18、根据所述第一谐振变换器的目标驱动频率、所述第一调整时长以及所述第一谐振变换器的初始驱动频率，生成所述第一谐振变换器的各第一驱动信号；

19、向所述第一谐振变换器发送各所述第一驱动信号，以在所述第一调整时长内将所述第一谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第一谐振变换器的目标驱动频率。

20、作为一种可选的实现方式，所述在所述第二谐振变换器的温度满足第一预设条件时，将所述第一谐振变换器的目标驱动频率调低至所述第一谐振变换器的初始驱动频率，包括：

21、获取所述第二谐振变换器的当前温度以及预设的变换器温度阈值；

22、若所述第二谐振变换器的当前温度等于所述变换器温度阈值，则根据所述第一谐振变换器的目标驱动频率、所述第一调整时长以及所述第一谐振变换器的初始驱动频率，生成所述第一谐振变换器的各第二驱动信号；

23、向所述第一谐振变换器发送各所述第二驱动信号，以在所述第一调整时长内将所述第一谐振变换器的目标驱动频率调低至所述第一谐振变换器的初始驱动频率。

24、作为一种可选的实现方式，所述在所述第一谐振变换器的温度满足第二预设条件时，将所述第二谐振变换器的目标驱动频率调低至所述第二谐振变换器的初始驱动频率，包括：

25、获取所述第一谐振变换器的当前温度、变换器温度阈值、所述第二谐振变换器的初始驱动频率以及预设的第二调整时长；

26、若所述第一谐振变换器的当前温度等于所述变换器温度阈值，则根据所述第二谐振变换器的目标驱动频率、所述第二调整时长以及所述第二谐振变换器的初始驱动频率，生成所述第二谐振变换器的各第三驱动信号；

27、向所述第二谐振变换器发送各所述第三驱动信号，以在所述第二调整时长内将所述第二谐振变换器的目标驱动频率调低为所述第二谐振变换器的初始驱动频率。

28、作为一种可选的实现方式，所述将所述第一谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第一谐振变换器的目标驱动频率，还包括：

29、根据所述检测信息以及所述指令需求信息，通过闭环控制运算确定所述第一谐振变换器的初始驱动频率；

30、获取所述第一谐振变换器的目标驱动频率；

31、根据所述第一谐振变换器的目标驱动频率以及所述第一谐振变换器的初始驱动频率，生成所述第一谐振变换器的第四驱动信号；

32、向所述第一谐振变换器发送所述第四驱动信号，以将所述第一谐振变换器的初始驱动频率调高至所述第一谐振变换器的目标驱动频率。

33、第二方面，本技术实施例提供一种电源模块，所述电源模块包括控制单元、检测单元、第一谐振变换器以及第二谐振变换器；

34、所述控制单元用于执行上述第一方面所述的方法控制所述第一谐振变换器以及所述第二谐振变换器的驱动频率；

35、所述检测单元用于在所述控制单元执行上述第一方面所述的谐振变换器的驱动频率的控制方法时，检测所述电源模块的检测信息；

36、所述第一谐振变换器以及所述第二谐振变换器用于在所述控制单元执行第一方面所述的谐振变换器的驱动频率的控制方法的控制下，调整所述第一谐振变换器以及所述第二谐振变换器的驱动频率。

37、作为一种可选的实现方式，所述检测单元包括：输出电压采样电路、输出电流采样电路以及环境温度采样电路；

38、所述输出电压采样电路用于检测所述电源模块的输出电压；

39、所述输出电流采样电路用于检测所述电源模块的输出电流；

40、所述环境温度采样电路用于检测当前环境温度。

41、第三方面，本技术实施例提供一种用电设备，所述用电设备包括上述第二方面所述的电源模块。

42、本技术的有益效果是：

43、本技术提供了一种谐振变换器的驱动频率的控制方法、电源模块及用电设备，控制单元获取指令需求信息及检测信息，根据检测信息中的当前环境温度，确定是否在多个控制周期内交替开环控制第一谐振变换器和第二谐振变换器的驱动频率。若是，则控制单元在当前控制周期内，通过开环控制调高第一谐振变换器的驱动频率，并通过闭环控制调低第二谐振变换器的驱动频率，使得第一谐振变换器输出功率小于第二谐振变换器的输出功率，降低第一谐振变换器的温升。当第二谐振变换器的温度满足第一预设条件时，通过开环控制调低第一谐振变换器的驱动频率，并通过开环控制调高第二谐振变换器的驱动频率，使得第二谐振变换器输出功率小于第一谐振变换器的输出功率，降低第二谐振变换器的温升。当第一谐振变换器的温度满足第二预设条件时，通过开环控制调低第二谐振变换器的驱动频率，并进入当前控制周期的下一控制周期，在下一控制周期中通过开环控制调高第一谐振变换器的驱动频率，使得第一谐振变换器输出功率小于第二谐振变换器的输出功率，降低第一谐振变换器的温升。通过交替开环控制第一谐振变换器和第二谐振变换器的驱动频率，交替降低了第一谐振变换器和第二谐振变换器的温升。