[发明专利]具有耦合电感的谐振电路及其动态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率变换电路，特别是涉及一种具有耦合电感的谐振电路 及其动态控制方法。

背景技术

谐振电路是一种高效率的功率变换电路，通过谐振来达到高效率的功 率变换的目的。这里所说的谐振电路，包括并联谐振电路、串联谐振电路、 LLC谐振电路等所有通过开关频率来控制输出电压的电路，即：

Vout＝F(fs，C₁，C₂...，L₁，L₂，...)

其中，Vout是输出电压，fs是开关频率，C1、C2…是参与谐振过程 的电容，L1、L2…是参与谐振过程的电感。这个关系式中默认的条件是， 输入电压Vin保持不变。

图1是一个典型的谐振电路。其中L2可以是单独的电感，也可以是 T1的寄生电感；Lr可以是单独的电感，也可以是T1的寄生电感。

其典型工作过程是：通过Cr和Lr的谐振过程，来输出传递能量；其 中L2也可以参与谐振过程。

在现有的拓扑中，如果输出的负载从有比较大的变化，或者输出的电 压从一定输出电压跳变到另一输出电压，或者输出短路瞬间，由于固有的 谐振过程，在Cr上会产生较高的谐振电压，同时Lr上会有较大的谐振电 流。

这个谐振过程会产生较高的电压应力和电流应力，有可能会对电路的 可靠性产生危害。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有耦合电感 的谐振电路及其动态控制方法，对谐振时的过压进行箝位来降低谐振的峰 值，提高电路工作可靠性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有耦合电感的谐振电路，包括谐振电感以及与所述谐振电感 相耦合而形成变压器的耦合绕组，所述耦合绕组的两端通过整流电路连接 到箝位电压源。

所述箝位电压源为所述谐振电路的电压输入端或所述谐振电路的电 压输出端或独立电源。

所述耦合绕组为单一绕组，且所述整流电路为全桥整流电路。

所述耦合绕组为具有中心抽头的绕组，且所述整流电路为全波整流电 路。

所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振 电路或三电平谐振电路。

一种谐振电路的动态控制方法，所述谐振电路包括谐振电感，所述方 法包括：将耦合绕组与所述谐振电感相耦合而形成变压器，并将耦合绕组 的两端通过整流电路连接到箝位电压源；通过所述耦合绕组对谐振过程中 所述谐振电感上的过压进行箝位。

所述箝位电压源为所述谐振电路的电压输入端或所述谐振电路的电 压输出端或独立电源。

所述耦合绕组为单一绕组，且所述整流电路为全桥整流电路。

所述耦合绕组为具有中心抽头的绕组，且所述整流电路为全波整流电 路。

所述谐振电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振 电路或三电平谐振电路。

本发明有益的技术效果是：

根据本发明，通过增设耦合绕组，将其与谐振电感相耦合而形成变压 器，同时该耦合绕组通过整流电路连接到箝位电压源，这样，利用接有箝 位电压源的耦合绕组，通过变压器原副边绕组的互感作用，可对谐振过程 中谐振电感上的过压进行箝位，藉此降低谐振的峰值，避免出现较高的谐 振电压而导致较高的电压应力和电流应力，从而有效地保护了电路，提高 了电路工作的可靠性。

附图说明

图1为一个典型的谐振电路原理图；

图2为本发明一种实施例的不对称半桥谐振电路原理图；

图3为本发明一种实施例的对称半桥谐振电路原理图；

图4为本发明一种实施例的全桥谐振电路原理图；

图5为本发明一种实施例的三电平谐振电路原理图；

图6为本发明另一种实施例的不对称半桥谐振电路原理图；

图7为本发明又一种实施例的不对称半桥谐振电路原理图；

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

具体实施方式