供电系统及其控制方法、电子设备技术方案

本申请披露了一种供电系统及其控制方法、电子设备，该供电系统包括：电压转换电路；检测电路，用于检测所述电压转换电路的输入电压和/或输出电压；控制电路，与所述检测电路连接，用于根据所述输入电压和/或所述输出电压，控制所述电压转换电路中的开关管的死区时间。与传统中开关管的死区时间固定的方案相比，本方案可根据不同的输入电压和/或输出电压，自适应调整电压转换电路中的部分或全部开关管的死区时间，从而有助于提高供电系统的工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
供电系统及其控制方法、电子设备


[0001]本申请实施例涉及供电控制
，并且更为具体地，涉及一种供电系统及其控制方法、电子设备。

技术介绍

[0002]目前，电压转换电路(比如四管Buck
‑
Boost电路)被广泛应用于储能系统、光伏优化器等领域。当采用传统脉宽调制时，电压转换电路的开关管上会存在较大的开关损耗，当开关频率提升时将严重影响该电压转换电路的功率变换效率。
[0003]软开关技术是降低高频下高开关损耗的有效途径，即可利用死区时间内功率电感与开关管寄生电容之间的谐振实现零电压开关(zero voltage switching，ZVS)，显著降低开关损耗。
[0004]为便于控制，通常将电压转换电路中的开关管的死区时间和零电压开关电流设计为固定值，但固定的死区时间和零电压开关电流可能会引入额外的体二极管通态损耗或难以完全实现开关管的软开关，导致供电系统的工作效率较低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种供电系统及其控制方法、电子设备。下面对本申请实施例涉及的各个方面进行介绍。
[0006]第一方面，提供一种供电系统，包括：电压转换电路；检测电路，用于检测所述电压转换电路的输入电压和/或输出电压；控制电路，与所述检测电路连接，用于根据所述输入电压和/或所述输出电压，控制所述电压转换电路中的开关管的死区时间。
[0007]第二方面，提供一种供电系统的控制方法，所述供电系统包括电压转换电路，所述方法包括：检测所述电压转换电路的输入电压和/或输出电压；根据所述输入电压和/或所述输出电压，控制所述电压转换电路中的开关管的死区时间。
[0008]第三方面，提供一种电子设备，其特征在于，包括如第一方面所述的供电系统。
[0009]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第二方面所述的方法。
[0010]第五方面，提供一种计算机程序产品，包括可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第二方面所述的方法。
[0011]本申请实施例提供一种供电系统，包括电压转换电路、检测电路和控制电路，可以先利用检测电路检测电压转换电路的输入电压和/或输出电压，然后根据该输入电压和/或输出电压，利用控制电路控制电压转换电路中的开关管的死区时间。与传统中电压转换电路的所有开关管的死区时间固定的方案相比，本方案可根据不同的输入电压和/或输出电压，自适应调整电压转换电路中的部分或全部开关管的死区时间，从而有助于提高供电系统的工作效率。
附图说明
[0012]图1是本申请一实施例提供的四管Buck
‑
Boost电路的结构示意图。
[0013]图2是本申请一实施例提供的供电系统的结构示意图。
[0014]图3是图2中示出的第一电感的电感电流在不同工作模态下的变化波形示意图。
[0015]图4是图3中示出的第一电感的电感电流减轻至临界值的波形示意图。
[0016]图5是本申请一实施例提供的供电系统的控制方法的流程示意图。
[0017]图6是本申请一实施例提供的供电系统的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]需要说明的是，本申请实施例中涉及“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的描述，则该“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0020]随着电力电子技术的不断发展，电压转换电路在各种各样的场合下得到了广泛应用。对于分布式电源系统中的中间母线变换器、航天器电推进系统中功率处理单元里的阳极电源以及两级式有源功率因数校正器等输入电压变化范围较宽且输出电压介于输入电压范围之间的场合，通常需要采用具有升降压特性的电压转换电路。电压转换电路可以包括四管Buck
‑
Boost电路、Cuk电路、Zeta电路和SEPIC电路等。
[0021]当采用传统脉宽调制时，电压转换电路的开关管上会存在较大的开关损耗，当开关频率提升时将严重影响该电压转换电路的功率变换效率。
[0022]软开关技术是降低高频下高开关损耗的有效途径，即可利用死区时间内功率电感与开关管寄生电容之间的谐振实现零电压开关(zero voltage switching，ZVS)，显著降低开关损耗。下面以四管Buck
‑
Boost电路为例进行说明。
[0023]图1为本申请实施例提供的一种四管Buck
‑
Boost电路，如图1所示，该四管Buck
‑
Boost电路100由于存在结电容C1～C4，开关管Q1～Q4可以自然实现零电压关断。其主要原因为：当开关管Q1～Q4关断时，电感电流会给对应的结电容C1～C4充电，这样就限制了开关管Q1～Q4的电压上升率，近似实现了Q1～Q4的零电压关断。
[0024]可以理解的是，若要实现开关管Q1～Q4的零电压开通，则可以通过电感电流将其结电容放电至零，则开关管就可以实现零电压开通。继续参见图1，看可看出，Q1和Q4为主控管，如果有意减小电感L
c
的电感值，使其电流脉动增大，则电感L
c
的电感电流i
Lc
将可以反向流经Q2或Q3。那么，当Q2或Q3关断时，i
Lc
给Q1或Q4的结电容放电，其方向为从B流向A，此时则为开关管Q1或Q4实现ZVS创造条件。同理，对于开关管Q2或Q3实现ZVS的电感电流i
Lc
，则需要满足电感电流从A流向B。
[0025]示例性地，针对开关管Q1和Q2的情况。在Q1关断之前，电感电流i
Lc
需大于零(即，电
感电流i
Lc
从A流向B)。这样，Q1关断时，i
Lc
给结电容C1充电，同时给结电容C2放电。当结电容C1的电压上升到V
in
，C2的电压下降到零后，Q2就可以实现零电压开通。
[0026]在关断Q2之前，电感电流i
Lc
需小于零(即，电感电流i
Lc
从B流向A)。这样，Q2关断时，i
Lc
给结电容C2充电，同时给结电容C1放电。当给结电容C2的电压上升到V
in
，结电容C1的电压下降到零后，Q1就可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供电系统，其特征在于，包括：电压转换电路；检测电路，用于检测所述电压转换电路的输入电压和/或输出电压；控制电路，与所述检测电路连接，用于根据所述输入电压和/或所述输出电压，控制所述电压转换电路中的开关管的死区时间。2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电压转换电路为四管Buck
‑
Boost电路，所述四管Buck
‑
Boost电路包括：电源输入端，用于接收所述输入电压；电压输出端，用于输出所述输出电压；第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第一电感，其中，所述第一开关管的输入端与所述电源输入端的正极相连，所述第二开关管的输出端与所述电源输入端的负极相连，所述第三开关管的输入端与所述电压输出端的正极相连，所述第四开关管的输出端与所述电压输出端的负极相连，所述第一电感的一端与所述第一开关管的输出端相连，所述第一电感的另一端与所述第四开关管的输入端相连；所述控制电路用于根据所述输入电压，控制所述第一开关管和所述第二开关管中的至少一个开关管的死区时间；和/或所述控制电路用于根据所述输出电压，控制所述第三开关管和所述第四开关管中的至少一个开关管的死区时间。3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述控制电路用于根据所述输入电压，以及预先建立的所述输入电压与开关管的死区时间之间的第一映射关系，控制所述第一开关管的死区时间；和/或所述控制电路用于根据所述输出电压，以及预先建立的所述输出电压与开关管的死区时间之间的第二映射关系，控制所述第四开关管的死区时间。4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述第一映射关系为：t
dead1
＝k1V
in
+m1，其中t
dead1
为所述第一开关管的死区时间，V
in
为所述输入电压，k1和m1为线性拟合系数；和/或所述第二映射关系为：t
dead4
＝k2V
out
+m2，其中t
dead4
为所述第四开关管的死区时间，V
out
为所述输出电压，k2和m2为线性拟合系数。5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述检测电路还用于检测所述第二开关管开通时所述第一电感的电感电流；所述控制电路用于根据所述输入电压和所述第二开关管开通时所述第一电感的电感电流，控制所述第二开关管的死区时间。6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述第二开关管的死区时间t
dead2
满足以下公式：t
dead2
I
L2
＝t
dead1
I
ZVS1
，其中t
dead1
为所述第一开关管的死区时间，I
ZVS1
为所述第一开关管开通时所述第一电感的电感电流，I
L2
为所述第二开关管开通时所述第一电感的电感电流。7.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述检测电路还用于检测所述第三开关管开通时所述第一电感的电感电流；所述控制电路用于根据所述输入电压和所述第三开关管开通时所述第一电感的电感
电流，控制所述第三开关管的死区时间。8.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述第三开关管的死区时间t
dead3
满足以下公式：t
dead3
I
L3
＝t
dead4
I
ZVS4
，其中t
dead4
为所述第四开关管的死区时间，I
ZVS4
为所述第四开关管开通时所述第一电感的电感电流，I
L3
为所述第三开关管开通时所述第一电感的电感电流。9.一种供电系统的控制方法，其特征在于，所述电压转换电路，所述方法包括：检测所述电压转换电路的输入电压和/或输出电压；根据所述输入电压和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：方洁，田晨，郭红光，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：