[发明专利]一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置

说明书

一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置，可获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息，并根据固有参数信息、表征LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；若确定当前设置的LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于该最低工作频率值，则调整工作频率的取值范围的最小值使其不低于该最低工作频率值；即，可根据负载情况实时调整LLC谐振变换器的工作频率的最小值，确保LLC谐振变换器始终工作在ZVS模式，有效提高LLC谐振变换器的可靠性。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置。

背景技术

目前，开关电源正向着高功率密度和高效率的方向发展，LLC谐振变换器因其优异的软开关特性及升压能力，正得到越来越广泛的应用。

如图1所示为LLC谐振变换器的工作特性示意图，其中，纵坐标为电压转换率的绝对值，横坐标为LLC谐振变换器的工作频率fs与LLC谐振变换器的谐振频率fr之比，Qs为品质因数。根据LLC谐振变换器的直流增益特性，可以将其工作模式划分为三个工作区域，区域1和区域2为ZVS区域(模式)，区域3为ZCS区域(模式)。对于MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)而言，ZVS模式的开关损耗比ZCS模式的开关损耗要小。

硅基MOSFET体二极管可作为LLC谐振变换器的原边开关器件。硅基MOSFET体二极管关断时会产生很大反向恢复电流，因此，当使用硅基MOSFET作为原边开关器件的LLC谐振变换器工作在ZCS区域时，其过高的反向恢复电流及开关损耗会对该开关器件的可靠性造成严重影响，因而，LLC谐振变换器通常被设计工作在ZVS区域，而避免工作在ZCS区域。但是如果不增加额外的应对措施，LLC谐振变换器在开机、负载跳变及输入跳变时仍会不可避免地进入ZCS区域，导致其可靠性降低。

为解决上述问题，目前业界常用的方法有：使用碳化硅材质的MOSFET、使用快恢复特性的硅材质MOSFET、使用通流能力更高的MOSFET，或使用散热性能更好的散热器等。但上述措施都会增加LLC谐振变换器的硬件成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法及相关装置，用以解决使用硅基MOSFET体二极管作为原边开关器件的LLC谐振变换器由于在开机、负载跳变及输入跳变时工作在ZCS区域引起MOSFET失效所导致的可靠性低的问题。

本发明实施例提供了一种提高LLC谐振变换器可靠性的方法，所述方法包括：

获取LLC谐振变换器的固有参数信息以及表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息；其中，所述固有参数信息包括所述LLC谐振变换器的谐振电感的电感值、所述LLC谐振变换器的谐振电容的电容值、所述LLC谐振变换器的变压器的原边线圈的电感值以及所述LLC谐振变换器的变压器的原副边匝数比；

根据获取到的所述固有参数信息、所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息以及预先存储的所述LLC谐振变换器的工作特性信息，确定使得所述LLC谐振变换器工作在ZVS区域的最低工作频率值；

若确定当前设置的所述LLC谐振变换器的工作频率的取值范围的最小值小于所述最低工作频率值，则调整所述工作频率的取值范围的最小值使其不低于所述最低工作频率值；其中，所述LLC谐振变换器的工作频率为驱动所述LLC谐振变换器的开关管的驱动信号的频率。

可选地，所述表征所述LLC谐振变换器当前负载情况的参数信息包括：

所述LLC谐振变换器的输出电压的电压值以及输出电流的电流值；和/或，