[发明专利]谐振型转换系统以及过电流保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源转换系统，且特别涉及一种具有过电流保护能力的谐振型转换系统以及过电流保护方法。

背景技术

DC/DC变换器的发展趋势如同大部分的电源产品一样，朝着高效率(High efficiency)，高功率密度(High power density)，高可靠性(High reliability)和低成本(low cost)的方向发展。DC/DC变换器中，谐振型变换器(例如LLC变换器)由于能够在宽输入电压范围内保持高效率优势，故近年来越来越多的应用使用谐振型变换器。

然而，在实际应用中，谐振型变换器的过电流保护(Over-CurrentProtection；简称：OCP)是一个比较关键的问题。在超载(over-loaded)或者是短路(short-circuit)时，谐振型变换器的谐振电流会很大，如果不加以限制和保护，谐振型变换器就会因过大的电流而损坏失效。图1为谐振型变换器的示意图。在启动时，谐振型变换器二次侧的输出电容CL会折算到一次侧，相当于输出电容CL与变压器的激磁电感Lm并联。由于谐振型变换器启动时，输出电容CL上电压尚未建立，即其正负两端的电位相等，故输出电容CL可视为一导线。因此，谐振型变换器在等效上具有一高频输入电压载入在其谐振槽(resonant circuit)的两端，使得谐振电流冲击很高，所输出电流冲击(灌进输出电容CL的电流冲击)也很高。过电流保护电路可以在超载时或者是短路时对谐振型变换器实现快速保护，同时也能限制启动时的电流冲击。为了解决上述问题，现有技术中采用各种方法来进行限流，然而这些限流的方法都有的缺陷和不足。

一种现有技术是藉由提高谐振型变换器的开关频率，用以对谐振型变换器进行过电流保护。在此方法是将开关频率提高至远远高于谐振型变换器的谐振频率，以便增加谐振槽电路的阻抗来实现限流。这种方法简单易行，但存在以下缺点，例如由于过电流保护时谐振槽(电路)的开关频率远远高于正常工作的频率，故开关损耗将大大的增加，散热要求也将提高。

第二种现有技术是使用变频加脉波宽度调变(PWM)的方法来对谐振型变换器进行过电流保护。在此方法中，首先增加谐振槽(电路)的开关频率，当频率增加到一定程度时，PWM电路开始工作，用以减小施加在谐振槽上电压，进而实现限流。然而，这种方法控制较为复杂，在限流模式下零电压开关(ZVS)会丢失，开关损耗也会增加，驱动电路要求很高，同时亦需要快速保护。

第三种现有技术为采用二极管将谐振电容电压钳位(clamp)在输入电压，以便实现限流。图2为采用二极管钳位技术的全桥型谐振变换器。然而，该方法由于钳位元电压(clamping voltage)为直流的输入电压Vin，因此谐振电容Cr上的最大电压也就只能是输入电压Vin，并且谐振电压会随着输入电压Vin变化而改变。这使得谐振电路设计受到一定的限制，谐振电路工作范围也受到影响。

发明内容

本发明揭示一种谐振型转换系统，包括一谐振型转换器，用以接收输入电压，产生一输出电压；一降压转换器，用以提供谐振型转换的输入电压，并且控制输入电压进行过电流保护。

本发明揭示另一种谐振型转换系统，包括一谐振型转换器；一降压转换器，用以提供一直流电压，作为谐振型转换器的输入电压，使得谐振型转换器产生一输出电压；一第一控制器，用以于判断出谐振型转换器发生过电流时，用以致使降压转换器降低谐振型转换器所接收之输入电压，以便进行过电流保护。

本发明亦提供一种过电流保护方法，包括侦测相应于一谐振型转换器的一输出电流的信号，并产生一第一侦测结果；根据第一侦测结果，判断谐振型转换器是否发生过电流；以及于谐振型转换器发生过电流时，致使一降压转换器降低谐振型转换器的一输入电压，以便进行过电流保护。

本发明亦提供一种过电流保护方法，包括于谐振型转换系统启动时，将降压转换器的占空比由最小值逐渐加大，使得谐振型转换器的输入电压是以渐进式的方式慢慢加大。

附图说明

本发明能够以实施例伴随附图而被理解，附图亦为实施例的一部分。所属技术领域的技术人员能知悉本发明权利要求应被宽广地认定以涵括本发明的实施例及其变型，其中：

图1为谐振型变换器的示意图。

图2为采用二极管钳位技术的全桥型谐振变换器。

图3为本发明的谐振型转换系统的一实施例。

图4为本发明的谐振型转换系统的另一实施例。

图5为本发明的谐振型转换系统的另一实施例。