[发明专利]一种定频谐振式直流变换装置及其控制方法

权利要求书

1.一种定频谐振式直流变换装置，其特征在于，包括：功率变换电路(2)、谐振电路(3)、高频变压器(4)、整流电路(5)、滤波电路(6)、采样调理电路(8)、控制器(9)以及驱动电路(10)；

功率变换电路(2)采用全桥电压型变换器或半桥电压型变换器，用于根据驱动电路(10)输出的驱动信号将输入电源(1)的直流电压变换成周期性变化的正负半周期对称的方波电压；当功率变换器(2)为全桥型电压型变换器时，驱动电路(10)生成的第一至第四路驱动信号送至功率变换电路(2)的第一至第四路驱动信号接口；当功率变换器(2)为半桥型电压型变换器时，驱动电路(10)生成的第一和第二路驱动信号送至功率变换电路(2)的第一和第二路驱动信号接口；功率变换电路(2)的输入端用于与输入电源(1)相连，功率变换电路(2)的输出端与谐振电路(3)输入端相连，功率变换电路(2)的驱动信号接口与驱动电路(10)相连；

谐振电路(3)用于在方波电压的激励下产生的高频谐振电流，谐振电路(3)的输入端与功率变换电路(2)的输出端相连，谐振电路(3)的输出端与高频变压器(4)的输入端相连；

高频变压器(4)用于放大或缩小高频谐振电压和电流；高频变压器(4)输入端与谐振电路(3)输出端相连，高频变压器(4)输出端与整流电路(5)输入端相连；

整流电路(5)用于将高频谐振电流变换为直流电流，整流电路(5)输入端与高频变压器(4)输出端相连，整流电路(5)输出端与滤波电路(6)输入端相连；

滤波电路(6)用于滤除整流电路(4)输出的电流中的高频分量，为负载(7)提供平稳的直流能量，滤波电路(6)的输入端与整流电路(4)的输出端相连，滤波电路(6)的输出端用于与负载(7)相连，滤波电路(6)的反馈端与采样调理电路(8)的输入端相连；

采样调理电路(8)用于对滤波电路(6)进行采样，并进行调理以处理成控制器(9)适合处理的信号，采样调理电路(8)的输出端连接至控制器(10)的输入端，控制器(10)的输出端连接至驱动电路(10)的输入端，控制器(10)用于控制驱动电路(10)产生所述驱动信号，驱动电路(10)的输出端与功率变换电路(2)的驱动信号接口相连。

2.根据权利要求1所述的定频谐振式直流变换装置，其特征在于，所述谐振电路(3)采用包含电感和电容的谐振电路，包括：串联谐振电路、并联谐振电路、串并联型谐振电路、LLC型谐振电路、CLC型谐振电路以及LCL型谐振电路。

3.根据权利要求1所述的定频谐振式直流变换装置，其特征在于，所述高频变压器(4)包括：高频隔离变压器、高频自耦变压器以及带中心抽头高频变压器。

4.根据权利要求1所述的定频谐振式直流变换装置，其特征在于，所述整流电路(5)包括全桥整流电路、半桥整流电路以及倍流整流电路。

5.根据权利要求1所述的定频谐振式直流变换装置，其特征在于，所述全桥型电压型变换器包含四个相同的NMOS开关管S1～S4，各个NMOS开关管S1-S4的D极和S极之间分别连接一组并联的二极管和缓冲电容，其中二极管的阳极连接对应NMOS开关管的S极，阴极连接对应NMOS开关管的D极，NMOS开关管S1的S极与NMOS开关管S2的D极相连后用于连接在输入电源(1)的两输出端之间，NMOS开关管S3的S极与NMOS开关管S4的D极相连后用于连接在输入电源(1)的两输出端之间；其中，NMOS开关管S1与S3的D极用于连接输入电源(1)的正极，NMOS开关管S1与S3的S极用于连接输入电源(1)的负极。

6.根据权利要求5所述的定频谐振式直流变换装置，其特征在于，所述谐振电路(3)可采用包含电感和电容的LLC型谐振电路，LLC型谐振电路包含谐振电容Cr、谐振电感Lr以及励磁电感Lm，谐振电容Cr的一端连接NMOS开关管S1的S极，另一端依次串联谐振电感Lr与励磁电感Lm后连接NMOS开关管S3的S极，励磁电感Lm的两端作为LLC型谐振电路的电性输出端。