[發(fā)明專利]相移全橋轉(zhuǎn)換器、操作相移全橋轉(zhuǎn)換器的方法和AC/DC轉(zhuǎn)換器

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• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111726005A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬努埃爾·埃斯庫德羅羅德里格斯;馬泰奧-亞歷山德羅·庫特沙克
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;杜誠

本發(fā)明公開了相移全橋轉(zhuǎn)換器、操作相移全橋轉(zhuǎn)換器的方法和AC/DC轉(zhuǎn)換器。相移全橋PSFB轉(zhuǎn)換器包括：隔離變壓器；全橋，其具有在耦接至隔離變壓器的初級側(cè)的第一端子的第一節(jié)點處串聯(lián)連接的第一對開關(guān)裝置，以及在耦接至隔離變壓器的初級側(cè)的第二端子的第二節(jié)點處串聯(lián)連接的第二對開關(guān)裝置；整流器，其耦接至隔離變壓器的次級側(cè)；以及控制器，其用于使第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置彼此異相地切換。在PSFB轉(zhuǎn)換器的標稱輸入電壓條件下，控制器以標稱開關(guān)頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置。在PSFB轉(zhuǎn)換器的降低的輸入電壓條件下，控制器以比標稱開關(guān)頻率低的頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相移全橋轉(zhuǎn)換器、操作相移全橋轉(zhuǎn)換器的方法和AC/DC轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

相移全橋(PSFB)轉(zhuǎn)換器除了提供與AC線電壓輸入的隔離之外，還提供電壓轉(zhuǎn)換，因為PSFB拓撲包括隔離變壓器。但是，PSFB轉(zhuǎn)換器必須在AC線電壓輸入的短暫中斷(例如20ms)期間保持輸出電壓調(diào)節(jié)。當AC線電壓輸入短暫中斷時，PSFB轉(zhuǎn)換器的輸出電壓不應呈現(xiàn)出任何調(diào)制或關(guān)閉。例如，至PSFB轉(zhuǎn)換器的標稱DC鏈路電壓可能是400V，但是在AC中斷期間，DC鏈路電壓可能會下降到大約300V。PSFB轉(zhuǎn)換器必須在DC鏈路電壓被降低期間保持輸出電壓調(diào)節(jié)。

常規(guī)地，PSFB轉(zhuǎn)換器被設(shè)計成具有大輸出電容器，以橋接AC線電壓被中斷的時間。但是，這意味著PSFB轉(zhuǎn)換器具有無法達到最佳效率的占空比。當AC線電壓下降時，占空比會增加以保持調(diào)節(jié)。常規(guī)PSFB轉(zhuǎn)換器對于最小AC線電壓條件具有最大占空比，以實現(xiàn)較高的效率。但是，這意味著在標稱AC線電壓條件下的較低的占空比，進而導致較低的效率。在標稱AC線電壓條件期間以有限的占空比(例如50％)操作PSFB轉(zhuǎn)換器會導致效率較低的操作和更多的功率損耗，因為每個功率傳遞周期都包括續(xù)流周期。在續(xù)流周期期間不會發(fā)生功率傳遞，但會產(chǎn)生循環(huán)損耗。

因此，需要一種更有效的技術(shù)，以在標稱AC線電壓條件期間操作PSFB轉(zhuǎn)換器，同時在AC線電壓輸入的中斷期間保持輸出電壓調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)相移全橋(PSFB)轉(zhuǎn)換器的一個實施方式，該PSFB轉(zhuǎn)換器包括：隔離變壓器，其具有初級側(cè)和次級側(cè)；全橋，其包括在耦接至隔離變壓器的初級側(cè)的第一端子的第一節(jié)點處串聯(lián)連接的第一對開關(guān)裝置，以及在耦接至隔離變壓器的初級側(cè)的第二端子的第二節(jié)點處串聯(lián)連接的第二對開關(guān)裝置；整流器，其耦接至隔離變壓器的次級側(cè)；以及控制器，其可操作成使第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置彼此異相地切換，其中，在PSFB轉(zhuǎn)換器的標稱輸入電壓條件下，控制器可操作成以標稱開關(guān)頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置，其中，在PSFB轉(zhuǎn)換器的降低的輸入電壓條件下，控制器可操作成以比標稱開關(guān)頻率低的頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置。

在一個實施方式中，在降低的輸入電壓條件下，控制器可操作成基于至PSFB轉(zhuǎn)換器的輸入電壓來連續(xù)地調(diào)整第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置被切換的頻率。

單獨地或組合地，控制器可以操作成將輸入電壓或輸入電壓的估計值與電壓閾值進行比較，并且如果輸入電壓或輸入電壓的估計值低于電壓閾值，則連續(xù)地調(diào)整第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置被切換的頻率。

單獨地或組合地，控制器可以包括遲滯比較器并且可以被配置成指示輸入電壓或輸入電壓的估計值何時下降到電壓閾值以下。

單獨地或組合地，其中，在降低的輸入電壓條件下，控制器可以操作成基于輸入電壓線性地調(diào)整第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置被切換的頻率。

單獨地或組合地，控制器可以操作成在標稱輸入電壓條件下以第一離散頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置，并且在降低的輸入電壓條件下以比第一離散頻率低的第二離散頻率切換第一對開關(guān)裝置和第二對開關(guān)裝置。