谐振变换电路的控制方法与流程

本公开涉及一种谐振变换电路的控制方法，特别涉及一种动态响应佳的谐振变换电路的控制方法。

背景技术：

1、隔离型直流/直流变换器中包含llc谐振变换电路，其具有效率高且体积小等优势，广泛应用于各种电源中。随着应用场景的多样化，llc谐振变换电路的输出电压的宽范围运行要求越来越高，例如当负载为电池的情况下，电池充放电时的电压及功率的变化较大，因而需要较大范围的输出电压；而当负载为数据中心，且电源包含单相的两极式供电架构的情况下，由于前级为pfc电路且后级为llc谐振变换电路，则llc谐振变换电路的输入电压上具有两倍的工频波动，因此llc谐振变换电路的输出电压亦需要较大的增益范围。

2、传统llc谐振变换电路利用输出电压的闭环反馈直接控制频率，进而取得较大范围的输出电压，然而，输出电压与频率之间并非线性关系，因此在不同的工作状态下，其传递函数不相同，而为了满足所有工作状态的稳定性，需设计llc谐振变换电路的比例及积分参数，严重限制了llc谐振变换电路的动态性能。

3、因此，如何设计出一种克服上述缺点的谐振变换电路的控制方法，实为目前迫切的需求。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种谐振变换电路的控制方法，其中，谐振变换电路包含依次连接的开关电路、谐振网络及整流电路，谐振网络包含谐振电容及谐振电感，该控制方法包含以下步骤：首先，执行步骤(s0)，根据第一开关动作时刻的采样值确定运行轨迹的起点，所述运行轨迹依次包括第一轨迹段、…第n轨迹段，其中，n大于或等于1。接着，执行步骤(s1)，根据第一轨迹段的起点判断初始工作模态，其中，运行轨迹的起点为第一轨迹段的起点。接着，执行步骤(s2)，将第一轨迹段设定为当前轨迹段，将初始工作模态设定为当前工作模态。接着，执行步骤(s3)，根据当前工作模态，预测当前轨迹段的曲线及当前轨迹段的终点。接着，执行步骤(s4)，计算当前轨迹段的持续时间。接着，执行步骤(s5)，判断当前轨迹段的终点是否为满足控制指令的指令点。当步骤s5的判断结果为否，即当前轨迹段的终点不是满足控制指令的指令点时，执行步骤(s6)，将当前轨迹段的终点设定为下一轨迹段的起点。接着，执行(s7)，根据下一轨迹段的起点来判断下一工作模态。接着，执行步骤(s8)，将下一轨迹段作为当前轨迹段，并将下一工作模态设定为当前工作模态。执行步骤s8后，重新执行步骤s3。当步骤s5的判断结果为是时，即当前轨迹段的终点是满足控制指令的指令点时，执行步骤s9，将指令点设定为运行轨迹的终点，计算从运行轨迹的起点到运行轨迹的终点的运行时间。接着，执行步骤(s10)，根据运行时间确定第二开关动作时刻。

2、本公开的控制方法通过改变开关动作的时间来控制开关电路的开关频率，由此，使得谐振腔无高频波动，且动态响应佳，更具有带宽较高且可抑制扰动谐波的优势。

技术特征：

1.一种谐振变换电路的控制方法，其中所述谐振变换电路包含依次连接的一开关电路、一谐振网络及一整流电路，所述谐振网络包含一谐振电容及一谐振电感，所述控制方法包含：

2.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述采样值包含所述第一开关动作时刻所对应的所述谐振变换电路的一状态信息、所述开关电路的一输入电压、所述整流电路的一输出电压及所述谐振变换电路的一谐振参数，其中，所述状态信息包含一谐振电感电流及一谐振电容电压，所述谐振参数包含一谐振电感的电感值及一谐振电容的电容值。

3.如权利要求2所述的控制方法，其中所述谐振变换电路为一llc谐振变换电路，所述llc谐振变换电路还包含一变压器，所述变压器包含一一原边绕组及一副边绕组，所述原边绕组电连接于所述谐振网络，所述副边绕组电连接于所述整流电路，所述采样值还包含所述llc谐振变换电路的一副边电流。

4.如权利要求3所述的控制方法，其中，所述初始工作模态或所述当前工作模态的类型包含第一模态、第二模态或第三模态，所述第一模态为n模态，所述第二模态为o模态，所述第三模态为p模态。

5.如权利要求4所述的控制方法，其中，步骤(s1)还包含：

6.如权利要求5所述的控制方法，其中，当所述llc谐振变换电路的所述当前工作模态为所述第二模态时，步骤(s3)还包含：

7.如权利要求6所述的控制方法，步骤(s7)还包含：

8.如权利要求6所述的控制方法，步骤(s3)还包含：

9.如权利要求8所述的控制方法，步骤(s3)还包含：

10.如权利要求9所述的控制方法，步骤(s7)还包含：

11.如权利要求6所述的控制方法，在步骤(a1)中，所述第二模态下的所述当前轨迹段的所述轨迹半径的计算公式为：

12.如权利要求6所述的控制方法，在步骤(a4)中，当所述当前轨迹段上存在所述第一临界条件点时，符合如下关系式：

13.如权利要求8所述的控制方法，在步骤(b4)中，当所述当前轨迹段上存在所述指令点时，满足如下关系式：

14.如权利要求9所述的控制方法，在步骤(c2)中，当所述当前轨迹段上存在所述第二临界条件点时，符合如下关系式：

15.如权利要求9所述的控制方法，在所述步骤(c3)中，当所述当前轨迹段上存在满足修改后的所述控制指令的所述指令点时，符合如下关系式：

16.如权利要求5所述的控制方法，其中，当所述llc谐振变换电路的所述当前工作模态为所述第三模态时，步骤(s3)还包含：

17.如权利要求16所述的控制方法，步骤(s7)还包含：

18.如权利要求16所述的控制方法，在步骤(d1)中，所述第三模态下的所述当前轨迹段的所述轨迹半径的计算公式为：

19.如权利要求16所述的控制方法，在所述步骤(d3)中，当所述当前轨迹段上存在所述指令点时，满足如下条件：

20.如权利要求16所述的控制方法，在步骤(d4)中，所述当前轨迹段的终点为所述第三临界条件点时，满足如下关系式：

21.如权利要求5所述的控制方法，其中，当所述llc谐振变换电路的所述当前工作模态为所述第一模态时，步骤(s3)还包含：

22.如权利要求21所述的控制方法，步骤(s7)还包含：

23.如权利要求22所述的的控制方法，其中，

24.如权利要求21所述的控制方法，在步骤(e3)中，所述第一模态下的所述当前轨迹段的所述轨迹半径的计算公式为：

25.如权利要求21所述的控制方法，在步骤(e5)中，当所述当前轨迹段上存在所述指令点时，满足如下条件：

26.如权利要求21所述的控制方法，在步骤(e6)中，当所述当前轨迹段上存在满足修改后的所述控制指令的所述指令点时，符合如下关系式：

技术总结本公开关于一种谐振变换电路的控制方法，谐振变换电路包括依次连接的开关电路、谐振网络及整流电路，控制方法包括：根据一开关动作时刻的采样值确定一运行轨迹的起点，运行轨迹包括多个轨迹段；确定每一轨迹段的起点，判断该轨迹段的工作模态并预测该轨迹段的曲线与终点；计算每一轨迹段的持续时间；根据一控制指令确定运行轨迹的终点，计算运行轨迹从起点至终点的运行时间，并确定下一次的开关动作时刻。本公开的控制方法通过改变开关动作的时间来控制开关电路的开关频率，使得谐振腔无高频波动，且动态响应佳，更具有带宽较高且可抑制扰动谐波的优势。技术研发人员：张雯,刘红,宋柏慧受保护的技术使用者：台达电子企业管理（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10