丰田自动车株式会社;清华大学陈欢获国家专利权
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龙图腾网获悉丰田自动车株式会社;清华大学申请的专利一种CLLC变换器的控制方法和用于其的控制器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114649945B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202011497418.X,技术领域涉及:H02M3/335;该发明授权一种CLLC变换器的控制方法和用于其的控制器是由陈欢;孙凯;卢兰光设计研发完成,并于2020-12-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种CLLC变换器的控制方法和用于其的控制器在说明书摘要公布了:本公开涉及一种CLLC变换器的控制方法和用于其的控制器。所述控制方法可以包括检测所述CLLC变换器的次级侧的输出电流。所述控制方法可以将所检测出的输出电流相对于其在前一稳态的基准值的波动参数与第一阈值进行比较。在所述波动参数超出所述第一阈值的情况下,可以基于CLLC变换器的第二电容器的最大电压相关参数来调节所述CLLC变换器的开关频率,以便所述第二电容器的最大电压相关参数在下一个稳态之前的转换态中处于死区内,所述死区使得所述CLLC变换器工作在P模式或O模式。如此,可以在负载变化情况下以良好的动态性能包括但不限于更短的响应时间、更少的过冲、更少的电磁干扰等恢复到稳定态。
本发明授权一种CLLC变换器的控制方法和用于其的控制器在权利要求书中公布了:1.一种CLLC变换器的控制方法,所述CLLC变换器包括初级侧、次级侧以及将所述初级侧和次级侧彼此耦联的变压器,所述初级侧包括并联连接在输入的两极之间的输入电容器、第一开关支路和第二开关支路,所述次级侧包括并联连接在输出的两极之间的输出电容器、第三开关支路和第四开关支路,所述第一开关支路包括串联连接的第一开关和第二开关,所述第二开关支路包括串联连接的第三开关和第四开关,所述变压器的初级侧的两端经由第一电感器和第一电容器分别接入到所述第一开关支路在第一开关和第二开关之间的接入点以及所述第二开关支路在第三开关和第四开关之间的接入点,所述第三开关支路包括串联连接的第五开关和第六开关,所述第四开关支路包括串联连接的第七开关和第八开关,所述变压器的次级侧的两端经由第二电感器和第二电容器分别接入到所述第三开关支路在第五开关和第六开关之间的接入点以及所述第四开关支路在第七开关和第八开关之间的接入点,其特征在于,所述控制方法包括: 检测所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电流; 将所检测出的输出电流相对于其在前一稳态的基准值的波动参数与第一阈值进行比较,在所述波动参数超出所述第一阈值的情况下,基于所述CLLC变换器的所述第二电容器的最大电压相关参数来调节所述CLLC变换器的开关频率,以便所述第二电容器的最大电压相关参数在下一个稳态之前的转换态中处于死区内,所述死区使得所述CLLC变换器工作在P模式或O模式; 在负载增加的情况下,使用输出电流相对于其在前一稳态的基准值的下降值作为所述波动参数,使用第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的比值作为述第二电容器的最大电压相关参数; 在输出电流相对于其在前一稳态的基准值的波动参数超出所述第一阈值的情况下,基于所述CLLC变换器的所述第二电容器的最大电压相关参数来调节所述CLLC变换器的开关频率包括: 在所述转换态的第一阶段,在输出电流相对于其在前一稳态的基准值的下降值超出所述第一阈值的情况下,通过将所述开关频率每个控制周期降低第一频率调节值,使得第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的所述比值增加到其死区边界; 在所述转换态的第二阶段,在所述第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的所述比值要小于其死区边界时,将所述开关频率每个控制周期降低第二频率调节值,所述转换态的第二阶段持续到所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电流恢复其在所述前一稳态的基准值,所述第二频率调节值小于所述第一频率调节值;以及 在所述转换态的第三阶段,通过将所述开关频率每个控制周期增加第三频率调节值,使得所述第二电容器的最大电压降低到其下一个稳态的基准值,所述第三频率调节值小于所述第二频率调节值; 其中,所述第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的所述比值对应的死区边界为死区边界λ,在所述第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的所述比值大于死区边界λ的情况下,所述第二电容器的最大电压与所述CLLC变换器的所述次级侧的输出电压的所述比值处于死区内; 所述控制方法还包括:将所述CLLC变换器在第二电容器和第二电感器按照匝数比折合到初级侧的情况下建模为统一的LC振荡电路,所述统一的LC振荡电路包括等效电压Udc以及串联连接在其两端之间的等效电感器L和等效电容器C,流过所述等效电感器L的等效电流为所述CLLC变换器的初级侧的电流加上折合到初级侧的次级侧的电流,所述等效电容器C两端的等效电压为所述第一电容器和折合到初级侧的所述第二电容器两端的电压之和,通过对等效电压Udc、等效电感器L和等效电容器C的如下设置,来分别模拟在P模式和O模式下的谐振电路: 对于P模式,将正半周期的等效电压Udc设置为所述CLLC变换器的输入电容器两端的输入电压与折合到初级侧的输出电压之差,将负半周期的等效电压Udc设置为所述CLLC变换器的折合到初级侧的输出电压与所述输入电容器两端的输入电压之差,将等效电感器L设置为第一电感器或折合到初级侧的第二电感器,将所述等效电容器C相应地设置为第一电容器或折合到初级侧的第二电容器; 对于O模式,将正半周期的等效电压Udc设置为所述CLLC变换器的输入电容器两端的输入电压与折合到初级侧的第二电容器的最大电压之和,将负半周期的等效电压Udc设置为所述CLLC变换器的输入电容器两端的输入电压与折合到初级侧的第二电容器的最大电压之和的逆向电压,将等效电感器L的电感值设置为第一电感器的电感值与所述变压器的等效电感值之和,将所述等效电容器C设置为所述第一电容器。
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