桥式变换器中有源钳位开关的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种有源钳位全桥变换器及其控制方法，该有源钳位全桥变换器包括变压器、与变压器原边绕组连接的原边电路和与变压器副边绕组连接的副边电路，所述副边电路包括具有第一开关、第二开关的输出整流电路和钳位电路，第一开关、第二开关串联连接后与副边绕组的两端连接，所述钳位电路包括第一钳位开关、第二钳位开关和钳位电容，所述第一钳位开关、第二钳位开关串联连接后与副边绕组的两端连接，所述钳位电容的一端与所述第一钳位开关、第二钳位开关的串联中点连接，所述钳位电容的另一端与所述第一开关、第二开关的串联中点连接。本发明专利技术可实现滞后桥臂的零电压开通，能够有效降低原边和副边开关的电流有效值。能够有效降低原边和副边开关的电流有效值。能够有效降低原边和副边开关的电流有效值。

【技术实现步骤摘要】
桥式变换器中有源钳位开关的控制方法


[0001]本专利技术涉及变换器领域，具体涉及一种桥式变换器中有源钳位开关的控制方法。

技术介绍

[0002]全桥拓扑电路具有半导体器件电流应力小、磁性元件利用率高、控制范围宽、效率高、开关频率恒定等特点。然而，全桥拓扑电路也存在固有的缺点，如同步整流开关的振铃和电压应力较大，低负载条件下的零电压开关损耗比较大，因此开关频率受到限制。
[0003]公开号为CN 208445482U的专利公开了一种抑制移相全桥副边侧电压振荡的控制电路，其公开的有源钳位电路的控制方式为当副边同步整流开关关断，副边的漏感与开关同步整流开关的结电容谐振，开关同步整流开关的两端电压振荡，此时导通钳位开关，抑制该振荡，从而达到降低开关同步整流开关电压应力的目的。但是，该专利实现的钳位效果不好，钳位开关虽然不存在硬导通，但还是有硬关断，也不能辅助原边桥臂开关的ZVS实现，不能减小副边开关同步整流开关的反向恢复损耗。
[0004]公开号为US10277138B2的专利公开了有源钳位全桥变换器及驱动方法，该专利公开的有源钳位电路的控制方式可实现原边滞后开关的软导通，减小环流期间的原边电流，并能消除副边整流开关的反向恢复问题，但是其原边开关的谐振电流峰值高，且电流有效值大，钳位开关的电流偏大，且钳位开关对控制的时序要求较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种有源钳位开关的控制方法，能够实现滞后桥臂的ZVS导通，降低流经原边开关和副边开关的电流有效值。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]桥式变换器中有源钳位开关的控制方法，所述桥式变换器包括全桥电路、变压器、整流电路和钳位电路，所述全桥电路与变压器的原边绕组并联，所述整流电路和钳位电路分别与所述变压器的副边绕组并联，所述全桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和第二桥臂并联，所述钳位电路中包括至少一个钳位开关，所述第一桥臂和第二桥臂中其中一个为超前桥臂则另一个为滞后桥臂，所述钳位开关导通时，所述变压器原边绕组的电压被钳位，包括如下步骤，
[0008]步骤S1第二桥臂切换时，对应副边钳位开关开通，所述副边钳位开关开通的时长为第一时长，所述第一时长大于死区时间，且在所述第一时长内，滞后桥臂中待开通开关的两端电压降到零，
[0009]步骤S2第二桥臂中待开通开关的两端电压降到零，且在所述第一时长内，开通该开关，
[0010]步骤S3在所述第一时长结束后，关断所述钳位开关，原边电流升到等于等效的副边电感电流后面，再次开通该所述钳位开关。
[0011]在一些实施例中，所述桥式变换器中有源钳位开关的控制方法，还包括如下步骤，
[0012]步骤S4超前桥臂切换时，对应副边钳位开关开通，所述副边钳位开关开通的时长为第二时长，在所述第二时长内原边电流降到零；
[0013]步骤S5在所述第二时长内，原边电流降到零后，开通超前桥臂的另一个开关。
[0014]本专利技术还提供另外一种实施例，桥式变换器中有源钳位开关的控制方法，所述桥式变换器包括全桥电路、变压器、整流电路和钳位电路，所述全桥电路与变压器的原边绕组并联，所述整流电路和钳位电路分别与所述变压器的副边绕组并联，所述全桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和第二桥臂并联，所述钳位电路中包括至少一个钳位开关，所述第一桥臂和第二桥臂中其中一个为超前桥臂则另一个为滞后桥臂，所述钳位开关导通时，所述变压器原边绕组的电压被钳位，包括如下步骤，
[0015]步骤S6滞后桥臂切换时，对应副边钳位开关开通，所述副边钳位开关开通的时长为第三时长
[0016]步骤S7在第三时长内，超前桥臂切换
[0017]步骤S8超前桥臂切换完成，且原边电流到零后，第三时长结束，所述副边钳位开关关断。
[0018]本专利技术提供的一种有源钳位全桥变换器及其控制方法，可实现滞后桥臂的零电压开通，为该全桥拓扑的高频应用提供了可能；能够有效降低原边和副边开关的电流有效值，控制时序简单，易于实现。
附图说明
[0019]图1为本专利技术控制方法第一应用实施例有源钳位全桥变换器的电路示意图。
[0020]图2为本专利技术桥式变换器中有源钳位开关的控制方法第一实施例流程图。
[0021]图3为本专利技术桥式变换器中有源钳位开关的控制方法第二实施例流程图。
[0022]图4为将图2和图3所示控制方法应用于图1所示电路中时关键信号的波形图。
[0023]图5为图4中时间区域t0
‑
t2部分信号的放大图。
[0024]图6为图4中时间区域t0
‑
t2部分信号的放大图。
[0025]图7为本专利技术桥式变换器中有源钳位开关的控制方法第三实施例流程图。
[0026]图8为将图7所示控制方法应用于图1所示电路中时关键信号的波形图。
[0027]图9为本专利技术控制方法第二应用实施例有源钳位全桥变换器且为半波整流的电路示意图。
[0028]图10为本专利技术控制方法第三应用实施例有源钳位全桥变换器且为全波整流的电路示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术中所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术
语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
[0031]如图1所示，本专利技术控制方法第一应用实施例有源钳位全桥变换器的电路示意图，变压器T的原边绕组与开关电路11的输出端并联，所述开关电路11与输入电压Vin连接，开关电路11包括桥臂11和桥臂112，所述桥臂11和桥臂112并联，桥臂11包括开关Sp1和开关Sp2，桥臂112开关Sp3和开关Sp4，开关Sp1和开关Sp2串联连接后的中点以及开关Sp3和开关Sp4串联连接的中点与变压器T原边绕组并联。
[0032]如图1所示，该实施例中所述变压器T的副边绕组与倍流整流电路并联。该实施例中，所述变压器T的副边与整流电路12并联以及钳位电路13并联，整流电路12包括串联连接的开关Sr1和开关Sr2，变压器T副边绕组与开关Sr1和开关Sr2的串联支路并联，电感L2、电感L3的一端分别与变压器T副边绕组的一端连接，电感L2、电感L3的另一端并联后与电容C3的一端连接，电容C3的另一端同时连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.桥式变换器中有源钳位开关的控制方法，所述桥式变换器包括全桥电路、变压器、整流电路和钳位电路，所述全桥电路与变压器的原边绕组并联，所述整流电路和钳位电路分别与所述变压器的副边绕组并联，所述全桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和第二桥臂并联，所述钳位电路中包括至少一个钳位开关，所述第一桥臂和第二桥臂中其中一个为超前桥臂则另一个为滞后桥臂，所述钳位开关导通时，所述变压器原边绕组的电压被钳位，其特征在于，包括如下步骤，步骤S1滞后桥臂切换时，对应副边钳位开关开通，所述副边钳位开关开通的时长为第一时长，所述第一时长大于死区时间，且在所述第一时长内，滞后桥臂中待开通开关的两端电压降到零，步骤S2滞后桥臂中待开通开关的两端电压降到零，且在所述第一时长内，开通该开关，步骤S3在所述第一时长结束后，关断所述钳位开关，原边电流升到等于等效的副边电感电流后面，再次开通该所述钳位开关。2.如权利要求1所述桥式变换器中有源钳位开关的控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙巨禄，徐明，王磊，王来振，
申请(专利权)人：南京博兰得电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：