[發明專利]橋式變換器的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201610743092.1
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107786091A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 劉哲;王明金;吳瓊;涂大銳;鄭大成
• 申請（專利權）人: 南京中興新軟件有限責任公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 江舟,董文倩

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種橋式變換器的控制方法及裝置。

背景技術

隨著電源變換技術的發展，高效率高功率密度成為一個重要的發展趨勢。各種橋式變換器以其軟開關，效率高，工作頻率高，體積小等優點在開關電源技術應用中得到廣泛的應用和關注。橋式變換器如圖1所示，包括半橋變換器和全橋變換器，變換器又包括諧振變換器和準諧振變換器。

為了提高變換器的效率，需要實現金屬-氧化物-半導體(MOS Metal Oxide Semiconductor，簡稱為MOS)管的零電壓開關技術(Zero Voltage Switch，簡稱為ZVS)開通。但是要實現MOS管的ZVS開通，必須有足夠的能量來抽走將要開通的開關管結電容上的電荷。業界為了追求更高效的變換器，需要進一步降低MOS管的開關損耗，選用更快開關速度的MOS管成為必然趨勢，同時為了進一步降低MOS管通態損耗，單個橋臂采用MOS管多個并聯的形式也更加常見。但是MOS管多個并聯，增加了寄生電容Coss，這樣就使得MOS管結電容放電更慢，實現MOS管的ZVS開通變得更加困難。對于半橋變換器業界常用上、下管不完全對稱控制的方法如脈寬調制(Pulse Width Modulation，簡稱為PWM)+移相策略或者PWM+調寬策略來改變上、下管結電容的放電時間，以達到上、下橋臂MOS管的ZVS；對于全橋變換器業界常用移相調頻或調頻調寬控制策略來對超前橋臂和滯后橋臂進行控制。但是因為對超高效率的追求，MOS管的并聯使得業界采用的各種控制方法以不能使得諧振變換器的上、下橋臂MOS管都實現ZVS，只能實現部分橋臂MOS管ZVS。MOS管長時間硬開通，儲存在MOS管結電容中的能量將以電流形式全部耗散在該MOS管內，開通電流尖峰很大，從而引起器件過熱，長時間的熱累積會導致MOS管損壞。

針對上述問題，相關技術中并未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種橋式變換器的控制方法及裝置，以至少解決相關技術中高效的橋式變換器所有橋臂難以實現完全ZVS開通，導致超高效和高可靠性難以均衡的問題。

根據本發明的一個實施例，提供了一種橋式變換器的控制方法，包括：確定橋式變換器中的第一橋臂金屬-氧化物-半導體MOS管的第一工作狀態和第二橋臂MOS管的第二工作狀態；在滿足預定條件時，將所述第一橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第二工作狀態，以及，將所述第二橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第一工作狀態。

可選地，在滿足預定條件時，將所述第一橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第二工作狀態，以及，將所述第二橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第一工作狀態包括：在確定所述橋式變換器處于預定工作狀態，且確定達到預定時間閾值時，將所述第一橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第二工作狀態，以及，將所述第二橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第一工作狀態。

可選地，所述預定工作狀態包括以下之一：全工作模式；特定工作狀態，其中，所述特定工作狀態包括以下至少之一：特定輸出電壓范圍、特定頻率范圍、特定負載范圍、特定輸入電壓范圍。

可選地，當所述橋式變換器為半橋變換器時，所述第一橋臂MOS管為上橋臂MOS管且所述第二橋臂MOS管為下橋臂MOS管，或者，所述第一橋臂MOS管為下橋臂MOS管且所述第二橋臂MOS管為上橋臂MOS管；當所述橋式變換器為全橋變換器時，所述第一橋臂MOS管為超前橋臂MOS管且所述第二橋臂MOS管為與所述超前橋臂對應的滯后橋臂MOS管，或者，所述第一橋臂MOS管為滯后橋臂MOS管且所述第二橋臂MOS管為與所述滯后橋臂對應的超前橋臂MOS管。

可選地，所述第一工作狀態包括以下至少之一：所述第一橋臂MOS管的開關頻率、所述第一橋臂MOS管的占空比、所述第一橋臂MOS管的移相角；所述第二工作狀態包括以下至少之一：所述第二橋臂MOS管的開關頻率、所述第二橋臂MOS管的占空比、所述第二橋臂MOS管的移相角。

在本發明的另一個實施例中，還提供一種橋式變換器的控制裝置，包括：確定模塊，用于確定橋式變換器中的第一橋臂金屬-氧化物-半導體MOS管的第一工作狀態和第二橋臂MOS管的第二工作狀態；切換模塊，用于在滿足預定條件時，將所述第一橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第二工作狀態，以及，將所述第二橋臂MOS管的工作狀態切換成所述第一工作狀態。