自适应新型软开关全桥电路驱动方法及全桥驱动电路技术

一种自适应新型软开关全桥电路驱动方法及全桥驱动电路，其中全桥驱动电路包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件构成的全桥电路，第一外来控制信号与第三开关器件的第三控制端连接，第二外来控制信号与第四开关器件的第四控制端连接；在第一开关器件和第三开关器件之间的连接线路上设有第一节点，在第二开关器件和第四开关器件之间的连接线路上设有第二节点，第一开关器件的第一控制端与第二节点连接，第二开关器件的第二控制端与第一节点连接，第一节点通过具有电感特性的负载回路与第二节点连接。本发明专利技术具有电路简洁、很方便实现（零电压、零电流）软开关功能和电路布局灵活等优点。

【技术实现步骤摘要】
自适应新型软开关全桥电路驱动方法及全桥驱动电路
本专利技术涉及软开关全桥电路
，尤其是涉及一种自适应新型软开关全桥电路驱动方法及全桥驱动电路。
技术介绍
在现有的技术中，全桥驱动电路有很多种，但是都存在很多的问题。如图1中所示的是辅助电源自举电平移位驱动全桥电路，这种结构的全桥电路的4个桥臂都需要直接连接驱动控制电路，尤其是上臂还需要高电压电平移位的驱动IC,同时还需要独立的自举电源，电路复杂，成本高，噪声大，损耗高，电路布局复杂。同时由于驱动IC内部要承受较高的电压，对驱动IC的性能及工艺的要求较高，可靠性可能会受到影响，而且占用体积和空间，给电路的排版及安装带来麻烦。请参见图2，图2中所示是目前较常用的变压器驱动全桥电路，这种结构的变压器驱动全桥电路，存在变压器成本高，并且由于变压器隔离直流的原因，初级侧的单极性脉冲经变压器隔离后会产生电平移位（零点移位的问题），导致4臂驱动电压的严重不平衡，且随着占空比偏离50%而加剧，需要增加较复杂的移位或钳位电路来解决这种不平衡的问题。还有这种电路各绕组间存在寄生分布参数，影响使用性能，且这种电路死区很难调整，需要复杂的处理电路完成，成本高，效果不好，实现软开关的难度增加。由于变压器体积大，单变压器驱动4个桥，电路布局很困难，不利于产品的小型化、简洁化、高可靠性化和低噪声化。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术向社会提供一种结构简单、损耗低、可靠性高、噪声小、可工作到较高工作频率和很方便同时实现四桥臂零电压或同时实现四桥臂零电压及零电流（接近零电流）软开关的自适应新型软开关全桥电路驱动方法及全桥驱动电路。本专利技术的一种技术方案是：提供一种自适应新型软开关全桥电路驱动方法，包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件构成的全桥电路，所述第一开关器件和所述第三开关器件串联，所述第二开关器件与所述第四开关器件串联，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别与电源的一端连接，所述第三开关器件和所述第四开关器件分别与电源的另一端连接，在使用所述全桥电路驱动负载的过程中，所述全桥电路按如下工作过程进行工作：（1）、上电完成过后，第一外来控制信号控制所述第三开关器件导通，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第一控制信号并控制所述第二开关器件导通，所述第二开关器件、具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（2）、所述第一外来控制信号控制所述第三开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第二控制信号并控制所述第二开关器件断开；所述第二开关器件断开后，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第三控制信号，第三控制信号控制所述第一开关导通；（3）、第一死区过后，第二外来控制信号控制所述第四开关器件导通；所述第一开关器件和所述第四开关器件导通后，电流在所述第一开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第四开关之间形成工作回路；（4）、所述第二外来控制信号控制所述第四开关器件断开，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第四控制信号并控制所述第一开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第五控制信号，所述第五控制信号控制所述第二开关器件导通；(5）、第二死区过后，所述第一外来控制信号再次控制所述第三开关器件开通，所述第二开关器件和所述第三开关器件再次开通后，电流在所述第二开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（6）、重复第（2）至（5）步，全桥电路循环工作。作为对本专利技术的改进，所述第一外来控制信号和所述第二外来控制信号是含有所述第一死区、所述第二死区并且互补的一组驱动信号。作为对本专利技术的改进，所述具有电感特性的负载回路包括负载，及与所述负载连接的并具有电感特性的电路，所述具有电感特性的电路用于向所述负载传输能量，并使所述全桥电路工作在所述具有电感特性的电路的感性区段。本专利技术的另一种技术方案是：提供一种自适应新型软开关全桥驱动电路，包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件构成的全桥电路，所述第一开关器件和所述第三开关器件串联，所述第二开关器件与所述第四开关器件串联，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别与电源的一端连接，所述第三开关器件和所述第四开关器件分别与电源的另一端连接，还包括具有电感特性的负载回路，第一外来控制信号与所述第三开关器件的第三控制端连通，第二外来控制信号与所述第四开关器件的第四控制端连通；在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路上设有第一节点，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路上设有第二节点，所述第一开关器件的第一控制端与所述第二节点连接，所述第二开关器件的第二控制端与所述第一节点连接，所述第一节点通过所述具有电感特性的负载回路与所述第二节点连接。作为对本专利技术的改进，所述具有电感特性的负载回路包括负载，及与所述负载连接的并具有电感特性的电路，所述具有电感特性的电路用于向所述负载传输能量，并使所述全桥电路工作在所述具有电感特性的电路的感性区段；所述具有电感特性的电路是LC电路或电感。作为对本专利技术的改进，所述具有电感特性的负载回路包括具有电感特性的负载。作为对本专利技术的改进，还包括第一箝位电路，所述第一箝位电路的两端分别与电源的一端和所述第二节点连接，所述第一箝位电路的第一箝位输出端与所述第一控制端连接。作为对本专利技术的改进，还包括第二箝位电路，所述第二箝位电路的两端分别与电源的一端和所述第一节点连接，所述第二箝位电路的第二箝位输出端与所述第二控制端连接。作为对本专利技术的改进，还包括第一反相器电路和具有正负箝位功能的第三箝位电路，所述第三箝位电路分别与所述第二节点和所述第一节点连接，所述第三箝位电路的第三箝位输出端通过所述第一反相器电路与所述第一控制端连接。作为对本专利技术的改进，还包括第二反相器电路和具有正负箝位功能的第四箝位电路，所述第四箝位电路分别与所述第二节点、所述第一节点和启动电阻连接，所述启动电阻与电源的一端连接，所述第四箝位电路的第四箝位输出端通过所述第二反相器电路与所述第二控制端连接。本专利技术由于将第一开关器件的第一控制端与第二节点连接，第二开关器件的第二控制端与第一节点连接，第一外来控制信号、第二外来控制信号分别控制第三开关器件、第四开关器件的导通或断开；在驱动负载的过程中，在第三开关器件断开时，导致第二开关器件断开并在第二节点形成控制信号控制第一开关器件导通，在第四开关器件断开时，导致第一开关器件断开并在第一节点形成控制信号控制第二开关器件导通，从而实现了交叉自激驱动的功能；并且还可以对全桥驱动电路进行拓展，通过使用箝位电路使全桥驱动电路工作在不同的供电电压范围内，当需要工作在高压时，还需要采用具有正负箝位功能的第三箝位电路、第四箝位电路、第一反相器电路和第二反相器电路，及与之适应的所述第一电子开关、所述第二电子开关、所述第三电子开关、所述第四电子开关。本专利技术的全桥驱动电路具有电路简洁、很方便的实现（零电压、零电流）软开关功能、开关速度快、损耗小、噪声低、可靠性高、可以在较高的频率下工作、减小体积、提供较大功率密度、电路布局灵活和应用方便等优点。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应新型软开关全桥电路驱动方法，包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件构成的全桥电路，所述第一开关器件和所述第三开关器件串联，所述第二开关器件与所述第四开关器件串联，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别与电源的一端连接，所述第三开关器件和所述第四开关器件分别与电源的另一端连接，其特征在于：在使用所述全桥电路驱动负载的过程中，所述全桥电路按如下工作过程进行工作：（1）、上电完成过后，第一外来控制信号控制所述第三开关器件导通，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第一控制信号并控制所述第二开关器件导通，所述第二开关器件、具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（2）、所述第一外来控制信号控制所述第三开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第二控制信号并控制所述第二开关器件断开；所述第二开关器件断开后，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第三控制信号，第三控制信号控制所述第一开关导通；（3）、第一死区过后，第二外来控制信号控制所述第四开关器件导通；所述第一开关器件和所述第四开关器件导通后，电流在所述第一开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第四开关之间形成工作回路；（4）、所述第二外来控制信号控制所述第四开关器件断开，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第四控制信号并控制所述第一开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第五控制信号，所述第五控制信号控制所述第二开关器件导通；(5）、第二死区过后，所述第一外来控制信号再次控制所述第三开关器件开通，所述第二开关器件和所述第三开关器件再次开通后，电流在所述第二开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（6）、重复第（2）至（5）步，全桥电路循环工作。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应新型软开关全桥电路驱动方法，包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件构成的全桥电路，所述第一开关器件和所述第三开关器件串联，所述第二开关器件与所述第四开关器件串联，所述第一开关器件和所述第二开关器件分别与电源的一端连接，所述第三开关器件和所述第四开关器件分别与电源的另一端连接，其特征在于：在使用所述全桥电路驱动负载的过程中，所述全桥电路按如下工作过程进行工作：（1）、上电完成过后，第一外来控制信号控制所述第三开关器件导通，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第一控制信号并控制所述第二开关器件导通，所述第二开关器件、具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（2）、所述第一外来控制信号控制所述第三开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第二控制信号并控制所述第二开关器件断开；所述第二开关器件断开后，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第三控制信号，第三控制信号控制所述第一开关导通；（3）、第一死区过后，第二外来控制信号控制所述第四开关器件导通；所述第一开关器件和所述第四开关器件导通后，电流在所述第一开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第四开关之间形成工作回路；（4）、所述第二外来控制信号控制所述第四开关器件断开，在所述第二开关器件和所述第四开关器件之间的连接线路中形成第四控制信号并控制所述第一开关器件断开，在所述第一开关器件和所述第三开关器件之间的连接线路中形成第五控制信号，所述第五控制信号控制所述第二开关器件导通；(5）、第二死区过后，所述第一外来控制信号再次控制所述第三开关器件开通，所述第二开关器件和所述第三开关器件再次开通后，电流在所述第二开关器件、所述具有电感特性的负载回路和所述第三开关形成工作回路；（6）、重复第（2）至（5）步，全桥电路循环工作。2.根据权利要求1所述的自适应新型软开关全桥电路驱动方法，其特征在于：所述第一外来控制信号和所述第二外来控制信号是含有所述第一死区、所述第二死区并且互补的一组驱动信号。3.根据权利要求1或2所述的自适应新型软开关全桥电路驱动方法，其特征在于：所述具有电感特性的负载回路包括负载，及与所述负载连接的并具有电感特性的电路，所述具有电感特性的电路用于向所述负载传输能量，并使所述全桥电路工作在所述具有电感特性的电路的感性区段。4.一种自适应新型软开关全桥驱动电路，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秀昌，吴斌波，
申请(专利权)人：吴秀昌，吴斌波，
类型：发明
国别省市：湖北;42