[发明专利]一种LLC变换效率优化方法

说明书

本发明公开了一种LLC变换效率优化方法，包括以下步骤：构建一个BOOST电路+LLC谐振变换器的两级式变换拓扑结构，在BOOST电路中设置单独的PI控制器；在LLC谐振变换器中检测负载电流信号，并传输至PI控制器；在BOOST电路升压过程中根据不同的负载对应调节LLC谐振变换器的母线电压，让BOOST电路升压输出值作为LLC谐振变换器的母线电压值；本发明通过在BOOST电路升压过程中根据不同的负载对应调节LLC谐振变换器的母线电压，让BOOST电路升压输出值作为LLC谐振变换器的母线电压值，控制LLC谐振变换器工作在谐振频率，能够实现全负载范围内达到高效率，并可以减少开关损耗。

技术领域

本发明涉及LLC效率优化技术领域，尤其涉及一种LLC变换效率优化方法。

背景技术

LLC谐振变换器自其诞生以来，因其突出的优势受到越来越多的关注。LLC谐振变换器在整个工作范围内都可以实现原边开关管的软开通，即使开关频率很高，仍可实现较高的效率。开关频率的提高有利于减小变压器和滤波器的体积，并且谐振电感和励磁电感可以集成到变压器中，因此可以实现很高的功率密度；

目前，BOOST+LLC两级式变换是常用的DCDC变换拓扑，例如由400V电池变换成14V低压供电，BOOST获得稳定的母线电压，LLC调节频率获得稳定的输出电压Vo＝14V。但是，随着功率增大，比如，3kw的机器输出最大电流能达到220A，随着负载不断增加，LLC输出电压VLLC＝Vo+IR也增加，使得谐振频率下降，如果采用恒定母线电压，车载DCDC工作于轻载时谐振频率很高，效率较低，如何提供一种全负载范围的LLC效率优化的技术方案是本领域技术人员目前需要解决的问题，因此，本发明提出一种LLC变换效率优化方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种LLC变换效率优化方法，通过构建一个BOOST电路+LLC谐振变换器的两级式变换拓扑结构，在BOOST电路中设置单独的PI控制器，以及通过调整BOOST电路的占空比，在BOOST电路升压过程中根据不同的负载对应调节LLC谐振变换器的母线电压，让BOOST电路升压输出值作为LLC谐振变换器的母线电压值，控制LLC谐振变换器工作在谐振频率，能够实现全负载范围内达到高效率，并可以减少开关损耗。

本发明提出一种LLC变换效率优化方法，包括以下步骤：

步骤一：构建一个BOOST电路+LLC谐振变换器的两级式变换拓扑结构，在BOOST电路中设置单独的PI控制器，PI控制器的占空比D满足公式(1)的描述；

D＝U+KI*Iout(1)

步骤二：在LLC谐振变换器中检测负载电流信号、母线电压反馈信号和母线电压给定信号，并将检测到的负载电流信号、母线电压反馈信号和母线电压给定信号传输至BOOST电路中设置单独的PI控制器；

步骤三：在BOOST电路升压过程中根据不同的负载对应调节LLC谐振变换器的母线电压，让BOOST电路升压输出值作为LLC谐振变换器的母线电压值，控制LLC谐振变换器工作在谐振频率。

进一步改进在于：所述步骤一公式(1)中的KI为负载电流前馈系数，Iout为负载电流，D为占空比，U为控制器输出的控制量，通过增加KI*Iout项可以调整BOOST电路的占空比，LLC谐振变换器的母线电压能够随负载变化，LLC谐振变换器始终工作在谐振频率。

进一步改进在于：所述步骤一中BOOST电路采用闭环控制方式，所述LLC谐振变换器采用开环或定频控制的方式。

进一步改进在于：所述步骤二中LLC谐振变换器检测到的负载电流信号通过通信接口传输至BOOST电路中设置单独的PI控制器。

进一步改进在于：所述通信接口为USB接口。