本發明專利技術涉及采用LLC變換器的功率變換器的優化。功率變換器包括連接成接收輸入信號和提供中間DC電壓的輸入級，和具有連接成接收中間DC電壓和提供DC輸出電壓的LLC變換器的輸出級。另外，功率變換器包括連接到輸入級和輸出級，以根據對中間DC電壓的控制，調整DC輸出電壓和設定LLC變換器的目標工作參數的控制單元。還提供操作功率變換器的方法。
【技術實現步驟摘要】
本申請一般涉及功率變換，更具體地說，涉及功率變換器和操作功率變換器的方法。
技術介紹
電感-電感-電容(LLC)功率變換器是功率變換系統的日益重要部分。與其它功率變換器相比，LLC功率變換器具有許多優點。這些優點可以包括當在初級開關上在空載和滿載之間循環時的零電壓切換，以及提供較低的電磁發射。LLC功率變換器還可以在比其它多種形式的功率變換器更高的開關頻率下工作，這又能夠降低某些LLC功率變換器組件的大小。不過，當采用LLC功率變換器時，也會出現缺陷，這包括LLC變換器的振蕩回路元件的組件容限因單元而異，從而形成不同的串聯諧振增益曲線，和變換器輸出電壓的對應差別。 另外，因單元而異的LLC變換器的輸入電壓也形成DC輸出電壓差異。在這些方面的改進會有利于該領域。
技術實現思路
本公開的實施例提供功率變換器和操作功率變換器的方法。在一個實施例中，功率變換器包括連接成接收輸入信號和提供中間DC電壓的輸入級，以及具有連接成接收中間DC電壓和提供DC輸出電壓的LLC變換器的輸出級。另外，功率變換器包括連接到輸入級和輸出級以根據對中間DC電壓的控制，調整DC輸出電壓和設定LLC變換器的目標工作參數的控制單元。在另一方面，操作功率變換器的方法包括接收輸入信號和提供中間DC電壓，以及從具有耦接到中間DC電壓的輸入端的LLC變換器產生DC輸出電壓。所述方法還包括根據對中間DC電壓的控制，調整DC輸出電壓和設定LLC變換器的目標工作參數。上面概述了本公開的優選特征和備選特征，以致本領域的技術人員可更好地理解本公開的以下詳細說明。下面將說明本公開的、構成本公開的權利要求的主題的另外特征。本領域的技術人員會認識到，他們能夠容易地把公開的構想和具體實施例用作設計或修改實現本公開的相同目的的其它結構的基礎。附圖說明現在參考結合附圖進行的以下說明，其中圖I圖解說明按照本公開的原理構成的功率變換器的方框圖；圖2圖解說明按照本公開的原理構成的另一個功率變換器的方框圖；圖3圖解說明可以和圖I或2的功率變換器一起使用的控制單元的實施例的擴展方框圖；圖4圖解說明與可以用在按照本公開的原理構成的輸出級中的LLC變換器對應的歸一化增益曲線；圖5圖解說明表不與圖I和2的輸入級對應的中間DC電壓的分布的直方圖的例子；以及圖6圖解說明按照本公開的原理進行的操作功率變換器的方法的實施例的流程圖。具體實施例方式本公開的實施例采用提供功率變換器輸入級和輸出級的總體閉環控制的控制單元，以便于幾個操作問題的改進。這些操作問題包括LLC變換器的振蕩回路元件的組件容限因單元而異，這會形成不同的串聯諧振增益曲線，和影響DC輸出電壓。另外，如果不被抵消的話，因單元而異的中間DC電壓會形成DC輸出電壓的差異。圖I圖解說明按照本公開的原理構成的功率變換器100的方框圖。功率變換器100包括輸入級105、輸出級115和控制單元125。 輸入級105包括具有典型輸入端107a、107b的升壓或升降壓功率變換器，所述輸入端107a、107b連接到根據需要可以是DC電壓、單相AC電壓或者3相AC電壓的輸入電壓Vin。輸入級105還包括具有連接成提供中間DC電壓Vint的2個電平108、109的輸出端。升壓或升降壓功率變換器是PFC(功率因數校正)結構，PFC結構具有常規的電壓控制器和電流控制器，其中常規的電流控制器進一步耦接到控制單元125。輸出級115包括電感-電感-電容(LLC)變換器，LLC變換器具有耦接到中間DC電壓Vint的輸入端，和提供DC輸出電壓Vout并接納輸出負載(未具體示出)的LLC輸出端120a、120b。LLC變換器可以是具有耦接到控制單元125的常規控制開關的半橋或全橋LLC變換器?？刂茊呜?25包括輸出級控制t旲塊130和輸入級控制t旲塊140。輸出級控制t旲塊130連接到DC輸出電壓Vout，以提供對應于DC輸出電壓Vout的輸入(即，測量的Vout)。輸出級控制模塊130還采用第一基準(基準I)提供用于LLC變換器的輸出級控制信號，和給輸入級控制模塊140的LLC工作參數(例如工作頻率或周期)。用于LLC變換器的輸出級控制信號可以按照常規方式被施加到LLC變換器的輸入控制開關和變壓器控制開關。輸入級控制模塊140采用第二和第三基準(基準2和基準3)，以及LLC工作參數和與測量的中間DC電壓Vint對應的輸入(測量的Vint)，提供給輸入級105的升壓或升降壓功率變換器的輸入級控制信號。用于升壓或升降壓功率變換器的輸入級控制信號可被施加到其常規電流控制器。圖2圖解說明按照本公開的原理構成的另一個功率變換器200的方框圖。功率變換器200包括輸入級205、輸出級215和控制單元225。在本實施例中，輸入級205是3相3電平升壓PFC功率變換器并且包括連接到3相AC輸入電壓Va、Vb、Vc的3個輸入端207a、207b和207c。輸入級205還包括具有連接成提供第一和第二中間DC電壓Vintl、Vint2的3個電平208、209、210的輸出端，如圖所示。輸入級205采用常規的電流和電壓控制器，其中常規的電流控制器進一步耦接到控制單元225。輸出級215包括具有耦接到第一和第二中間DC電壓Vintl、Vint2的第一和第二串聯連接輸入端217a、217b和221a，221b的第一和第二交錯LLC變換器216、220，如圖所示。第一和第二并聯連接輸出端218a、222a和218b、222b提供DC輸出電壓Vout和接納輸出負載。第一和第二交錯LLC變換器216、220可以是具有耦接到控制單元225的常規控制開關的半橋或全橋LLC變換器?？刂茊卧?25與控制單元125的操作相似，并且包括輸出級控制模塊230和輸入級控制模塊240。輸出級控制模塊230連接到DC輸出電壓Vout，以提供與DC輸出電壓Vout (即，測量的Vout)對應的輸入，如前所述。輸出級控制模塊230還采用第一基準(基準I)提供用于第一和第二 LLC變換器216、220的輸出級控制信號，和給輸入級控制模塊240的LLC工作參數(例如，工作頻率或周期)。用于交錯LLC變換器的輸出級控制信號可以按照常規方式被施加到LLC變換器的輸入控制開關和變壓器控制開關。 輸入級控制模塊240采用第二和第三基準(基準2和基準3)，以及LLC工作參數和與第一和第二中間DC電壓￥1社1、￥11^2(即，測量的￥11^，￥11^2)對應的輸入，提供給輸入級205的3相3電平升壓功率變換器的輸入級控制信號。用于3電平升壓變換器的輸入級控制信號可被施加到其常規電流控制器。圖3圖解說明可以和圖I或2的功率變換器一起使用的控制單元300的實施例的擴展方框圖?？刂茊卧?00包括輸出級控制模塊305和輸入級控制模塊315。輸出級控制模塊305的目的是調整與輸出級需要的指令DC輸出電壓值對應的DC輸出電壓Vout。在圖解說明的實施例中，指令DC輸出電壓由第一基準(基準I)以基準電壓Vref的形式提供。求和元件307比較測量的DC輸出電壓Vout和指令DC輸出電壓Vout，以向輸出級控制器309提供輸出級誤差信號。輸出級控制器309可以是PI (比例積分)控制器并且提供與輸出級誤差信號成比例的輸出控制器數字輸出信號。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種功率變換器，包括：連接成接收輸入信號和提供中間DC電壓的輸入級；具有連接成接收中間DC電壓和提供DC輸出電壓的LLC變換器的輸出級；和連接到輸入級和輸出級，以根據對中間DC電壓的控制，調整DC輸出電壓和設定LLC變換器的目標工作參數的控制單元。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·雷迪，
申請(專利權)人：世系動力公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。