專(zhuān)利名稱(chēng)：抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法及諧振變換電路的制作方法
抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法及諧振變換電路本發(fā)明涉及功率變換電路，尤其涉及一種抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法及一種諧振變換電路。諧振變換電路是一種高效的功率變換電路，通過(guò)諧振實(shí)現(xiàn)高效率功率變換的目的。這里所說(shuō)的諧振變換電路，包括串聯(lián)諧振變換電路、并聯(lián)變換諧振電路以及LLC諧振變換電路。傳統(tǒng)的諧振變換電路具有原邊開(kāi)關(guān)管容易實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，副邊開(kāi)關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)軟恢復(fù)，開(kāi)關(guān)損耗低，效率高的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是一個(gè)典型的諧振變換電路。其中，Lr可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器Tl 的漏感，Lm可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器Tl的激磁電感。為了保證電路可以高效率工作，一般設(shè)計(jì)諧振變換電路的開(kāi)關(guān)頻率fs接近諧振電路的諧振頻率fr,即fs ^ fr。其中在正常工作情況下，現(xiàn)有的諧振變換電路中器件的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力都比較低，電路可靠工作。但是，在電路出現(xiàn)異常情況時(shí)，特別是輸出短路的瞬間，由于工作頻率與開(kāi)關(guān)頻率接近，電路的輸出阻抗接近于零，諧振變換電路中的電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力會(huì)迅速上升，有可能超過(guò)電路器件的限值造成電路損壞。在這種情況下，為了抑制電路中出現(xiàn)的大的電壓和電流應(yīng)力，傳統(tǒng)的方法是快速改變諧振變換電路的工作頻率f S，使其遠(yuǎn)離諧振頻率fr，增大了諧振變換電路在該工作頻率下的輸出阻抗，從而限制了諧振變換電路中電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的增長(zhǎng)。但是，多數(shù)電路中由于檢測(cè)和控制的延時(shí)，需要一定時(shí)間才能改變電路的工作頻率，而在工作頻率改變之前電路中的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力就有可能達(dá)到了可以損壞電路器件的程度，影響了電路的可靠性。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法。本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的諧振變換電路，通過(guò)動(dòng)態(tài)改變諧振電路的參數(shù)從而改變諧振變換電路的阻抗，起到抑制諧振變換電路中過(guò)電壓和過(guò)電流應(yīng)力的作用，提高電路工作的可靠性。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法，在諧振變換電路諧振電容并聯(lián)一個(gè)諧振支路，諧振變換電路正常工作情況下，諧振支路不參與工作；當(dāng)諧振電路出現(xiàn)過(guò)電壓和過(guò)電流時(shí)，諧振支路投入工作，改變諧振電路的參數(shù)，加大諧振電路阻抗，抑制過(guò)電壓和過(guò)電流應(yīng)力。一種實(shí)現(xiàn)上述方法的諧振變換電路的技術(shù)方案是，包括逆變橋、變壓器，諧振電容、諧振電感以及與諧振電容并聯(lián)的諧振支路，所述的諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組串聯(lián)，諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組的串聯(lián)電路接逆變橋的輸出端，所述的諧振支路包括輔助諧振電容和壓敏器件，所述的輔助諧振電容和壓敏器件串聯(lián)。所述的壓敏器件包括壓敏電阻或雙向TVS管。所述的諧振電感可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器的漏電感。以上所述的諧振變換電路，還包括并聯(lián)諧振電感，所述的并聯(lián)諧振電感與變壓器原邊繞組并聯(lián)，可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器的激磁電感。以上所述的諧振變換電路，可以包括泄放電阻，所述的泄放電阻與輔助諧振電容并聯(lián)。所述諧振變換電路可以是不對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路、對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路、全橋諧振電路或三電平諧振電路。正常工作情況下輔助諧振電容和壓敏器件不參與工作，電路的諧振頻率為fr 2^-^Zr · Cr為保證電路工作的最優(yōu)化，開(kāi)關(guān)頻率接近于此諧振頻率，即有fs ^ fr。出現(xiàn)異常工作情況下，如輸出短路時(shí)，由于開(kāi)關(guān)頻率接近于此諧振頻率導(dǎo)致諧振電路阻抗接近于零， 電路中電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力迅速增加。當(dāng)諧振電容電壓達(dá)到壓敏器件的動(dòng)作限值時(shí)，壓敏器件導(dǎo)通將輔助諧振電容投入電路工作。此時(shí)，電路的諧振頻率改變?yōu)榇藭r(shí)，通過(guò)選擇輔助諧振電容的大小可以滿(mǎn)足條件fs >> frl。這樣，在開(kāi)關(guān)頻率不能迅速改變的情況下，同樣達(dá)到了將開(kāi)關(guān)頻率遠(yuǎn)離電路諧振頻率的目的，加大了諧振電路的阻抗，抑制了諧振電路中電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的增大，保證了電路工作的可靠性。之后，控制電路動(dòng)作，進(jìn)一步將開(kāi)關(guān)頻率提高，電路中電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力下降。 諧振電容電壓應(yīng)力下降后，壓敏器件不再動(dòng)作，輔助諧振電容退出電路工作，電路進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明諧振變換電路在正常工作情況下，輔助諧振電容和壓敏器件不參與工作。 異常工作情況下導(dǎo)致諧振電路出現(xiàn)很高的過(guò)電壓和過(guò)電流應(yīng)力時(shí)，輔助諧振電容通過(guò)壓敏器件投入工作，改變了諧振電路的參數(shù)從而改變了諧振電路阻抗，起到抑制過(guò)電壓和過(guò)電流應(yīng)力的作用。本發(fā)明諧振變換電路通過(guò)動(dòng)態(tài)改變諧振電路參數(shù)，可以有效地降低諧振電路在異常工作情況下的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力，提高了電路工作的可靠性。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)諧振變換電路的原理圖。圖2是本發(fā)明諧振變換電路實(shí)施例1的原理圖。圖3是本發(fā)明諧振變換電路實(shí)施例2的原理圖。圖4是本發(fā)明諧振變換電路實(shí)施例3的原理圖。圖5是本發(fā)明諧振變換電路實(shí)施例4的原理圖。[具體實(shí)施方式
]在圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例1的不對(duì)稱(chēng)半橋諧振變換電路中，包括由開(kāi)關(guān)管Q1、 Q2組成的逆變半橋、變壓器Tl，諧振電容Cr、諧振電感Lr以及與諧振電容Cr并聯(lián)的諧振支路，諧振電容Cr、諧振電感Lr與變壓器Tl原邊繞組的串聯(lián)電路接逆變橋的逆變半橋的輸出端，諧振支路包括輔助諧振電容Ca、壓敏電阻Rv和泄放電阻R1，輔助諧振電容Ca和壓敏電阻Rv串聯(lián)，泄放電阻Rl與輔助諧振電容Ca并聯(lián)。電路還包括并聯(lián)諧振電感Lm，與變壓器原邊并聯(lián)連接。正常工作時(shí)，諧振電容Cr上的電壓低于壓敏電阻Rv的動(dòng)作電壓，壓敏電阻Rv處于阻斷狀態(tài)，輔助諧振電容不參與電路工作。異常情況下，例如輸出短路時(shí)，諧振電容Cr上的電壓會(huì)迅速增大。當(dāng)其電壓超過(guò)壓敏電阻Rv的動(dòng)作電壓時(shí)，壓敏電阻Rv動(dòng)作導(dǎo)通，輔助諧振電容Ca在電路上等效于與諧振電容Cr并聯(lián)工作。這樣，諧振電路的諧振頻率改變，諧振阻抗增大，抑制了諧振電路中電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的增大，提高了電路工作的可靠性。諧振電感Lr可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器Tl的漏電感。并聯(lián)諧振電感Lm可以是實(shí)際的器件也可以是變壓器Tl的激磁電感。泄放電阻Rl是1個(gè)阻值較大的電阻，以起到泄放壓敏電阻漏電流的作用。圖3的實(shí)施例是將圖2實(shí)施例中的壓敏器件從壓敏電阻替換為雙向TVS管。本發(fā)明的諧振變換電路不僅包括前述的不對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路，還包括對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路、全橋諧振電路以及三電平諧振電路。圖4展示了一種全橋諧振變換電路的實(shí)施例，其中壓敏器件采用的是壓敏電阻。圖5展示了一種三電平諧振變換電路的實(shí)施例，其中壓敏器件采用的是壓敏電阻。本發(fā)明是通過(guò)以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，本技術(shù)領(lǐng)域人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍情況下，可以對(duì)這些特征進(jìn)行等效替換或改變。因此，本發(fā)明不受上述公開(kāi)的實(shí)施例的限制，所有落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法，其特征在于，在諧振變換電路的諧振電容并聯(lián)一個(gè)諧振支路，諧振變換電路正常工作情況下，諧振支路不參與工作；當(dāng)諧振電路出現(xiàn)過(guò)電壓和過(guò)電流時(shí)，諧振支路投入工作，改變諧振電路的參數(shù)，加大諧振電路阻抗， 抑制過(guò)電壓和過(guò)電流應(yīng)力。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的諧振變換電路，包括逆變橋、變壓器，諧振電容和諧振電感，所述的諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組串聯(lián)，諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組的串聯(lián)電路接逆變橋的輸出端，其特征在于，包括與諧振電容并聯(lián)的諧振支路，所述的諧振支路包括輔助諧振電容和壓敏器件，所述的輔助諧振電容和壓敏器件串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振變換電路，其特征在于，所述的壓敏器件包括壓敏電阻或雙向TVS管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振變換電路，其特征在于，所述的諧振電感是實(shí)際的器件或變壓器的漏電感。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振變換電路，其特征在于，包括并聯(lián)諧振電感，所述的并聯(lián)諧振電感與變壓器原邊繞組并聯(lián)，并聯(lián)諧振是實(shí)際的器件或變壓器的激磁電感。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振變換電路，其特征在于，包括泄放電阻，所述的泄放電阻與輔助諧振電容并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振變換電路，其特征在于，所述的諧振變換電路為不對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路、對(duì)稱(chēng)半橋諧振電路、全橋諧振電路或三電平諧振電路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抑制諧振變換電路過(guò)電壓和過(guò)電流的方法及諧振變換電路。諧振變換電路包括逆變橋、變壓器，諧振電容、諧振電感以及與諧振電容并聯(lián)的諧振支路，所述的諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組串聯(lián)，諧振電容、諧振電感與變壓器原邊繞組的串聯(lián)電路接逆變橋的輸出端，所述的諧振支路包括輔助諧振電容和壓敏器件，所述的輔助諧振電容和壓敏器件串聯(lián)。本發(fā)明通過(guò)動(dòng)態(tài)改變諧振電路參數(shù)，可以有效地降低諧振電路在異常工作情況下的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力，提高了電路工作的可靠性。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102364850SQ20111030067
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者陳利強(qiáng), 高軍 申請(qǐng)人:深圳麥格米特電氣股份有限公司