[發(fā)明專利]一種軟開關Buck變換器及其控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010121938.4
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111224545A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 盧鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種軟開關Buck變換器，包括輸入電源正Vin、輸出電壓正Vo、電源公共地GND、開關管Q1、開關管Q2、電感L1和電容C1；開關管Q1的漏極連接到輸入電源正Vin，開關管Q1的源極和開關管Q2的漏極連接到電感L1的一端，電感L1的另一端連接到電容C1的一端，開關管Q2的源極和電容C1的另一端連接到電源公共地GND；其特征在于：還包括電感L2、單向?qū)ㄆ骷烷_關管Q4，電感L2的一端連接電感L1的一端，電感L2的另一端連接單向?qū)ㄆ骷年帢O，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接開關管Q4的源極，開關管Q4的漏極連接電容C1的一端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：所述電感L2的感量小于電感L1的感量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：所述的開關管Q1、開關管Q2和開關管Q4為MOS管、三極管或者IGBT。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：單向?qū)ㄆ骷槎O管D3，二極管D3的陰極連接電感L2的另一端，二極管D3的陽極連接開關管Q4的源極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：單向?qū)ㄆ骷橥秸鞴躋3，同步整流管Q3的漏極連接電感L2的另一端，同步整流管Q3的源極連接開關管Q4的源極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：還包括二極管D1和二極管D2；二極管D1的陰極連接輸入電源正Vin，二極管D1的陽極連接電感L2的另一端；二極管D2的陰極連接電感L2的另一端，二極管D2的陽極連接電源公共地GND。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：還包括二極管D1和二極管D2；二極管D1的陰極連接輸入電源正Vin，二極管D1的陽極連接電感L2的另一端；二極管D2的陰極連接開關管Q4的源極，二極管D2的陽極連接電源公共地GND。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開關Buck變換器，其特征在于：將電感L2、單向?qū)ㄆ骷烷_關管Q4的連接關系替換為如下之一：

(1)電感L2的一端連接電感L1的一端，電感L2的另一端連接開關管Q4的源極，開關管Q4的漏極連接單向?qū)ㄆ骷年帢O，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接電容C1的一端；

(2)單向?qū)ㄆ骷年帢O連接電感L1的一端，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接開關管Q4的源極，開關管Q4的漏極連接電感L2的一端，電感L2的另一端連接電容C1的一端；

(3)單向?qū)ㄆ骷年帢O連接電感L1的一端，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接電感L2的一端，電感L2的另一端連接開關管Q4的源極，開關管Q4的漏極連接電容C1的一端；

(4)開關管Q4的源極連接電感L1的一端，開關管Q4的漏極連接電感L2的一端，電感L2的另一端連接單向?qū)ㄆ骷年帢O，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接電容C1的一端；

(5)開關管Q4的源極連接電感L1的一端，開關管Q4的漏極連接單向?qū)ㄆ骷年帢O，單向?qū)ㄆ骷年枠O連接電感L2的一端，電感L2的另一端連接電容C1的一端。

9.一種權(quán)利要求1至8任一項所述的軟開關Buck變換器的控制方法，其特征在于：

開關管Q1和開關管Q2互補導通，開關管Q2開通后，電感L1去磁，電感L1的電流IL1以斜率減??；

開關管Q4須晚于開關管Q2開通，使得開關管Q4開通時刻電感L2的電流為零，從而實現(xiàn)開關管Q4的零電流導通，開關管Q4導通后電感L2開始勵磁，電感L2的電流IL2以斜率增加；

在開關管Q2關斷時刻電感L2的電流IL2須大于電感L1的電流IL1，則IL2-IL1的電流給開關管Q1和開關管Q2的輸出電容充放電，使得電感L1一端的電壓接近Vin，實現(xiàn)開關管Q1的軟開關；

開關管Q4的關斷時刻須在開關管Q1的關斷時刻或早于開關管Q1關斷時刻設定時間之內(nèi)，使得開關管Q4關斷時刻漏源極電壓差為零，從而實現(xiàn)開關管Q4的零電壓關斷。