[發明專利]一種非隔離DCDC諧振變換控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 202010360907.4
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111614256B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 雅各布·穆罕默德;代勝勇;洪慶祖;張曉;格羅弗·維克多·托瑞克·巴斯科佩
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 聶秀娜

本申請實施例提供的非隔離DCDC諧振變換控制電路通過串聯諧振的電感和電容，使得流經電感中的電流呈正弦波形，正弦波波形系數小，導通損耗低，因此，本申請實施例提供的電路能夠顯著降低電路的損耗。本申請實施例提供的非隔離DCDC諧振變換控制方法不僅可以調整移相角使得開關管實現零電壓開關ZVS導通，還可以調整開關頻率。因此，可以調節的輸出接口的電壓和功率范圍大，實現了非隔離的寬范圍的DCDC諧振變換。

技術領域

本申請實施例涉及電路技術領域，尤其涉及一種非隔離DCDC諧振變換控制電路及控制方法。

背景技術

隨著鋰電應用的發展，非隔離DCDC升降壓變換器的需求也日益增長。目前也有各種非隔離DCDC變換器的拓撲和技術的提出，但基本還是基于Buck和Boost的基礎模型，電流一般是三角波，高次諧波含量高，不利于進一步提高效率。

圖1為現有的一種非隔離DCDC升降壓變換器的電路拓撲圖。圖2為圖1所示電路中電感L的電流波形圖。由圖1可見，該電路包括電源Vin、開關S1、開關S2、開關S3、開關S4、電感L和輸出Vo。當該電路實現升壓功能時，S1一直開通，S2一直關閉，電感L，開關管S2、S3實現Boost電路功能；當該電路實現降壓功能時，S3一直開通，S4一直關閉，電感L，開關管S1、S2實現Buck電路功能。由圖2可見，該電路采取傳統Buck或者Boost臨界連續模式控制，可以使開關管實現零電壓開關(zero voltage switch，ZVS)開通，但電感電流為三角波，峰值電流較大，開關管關斷電流較大；三角波的波形系數相對于正弦波波形系數大，傳輸相同功率情況下，導通損耗也相對于正弦波大；三角波電流高次諧波含量高，增加了高次諧波損耗。

發明內容

本申請實施例提供了一種非隔離DCDC諧振變換控制電路及控制方法，用于解決現有的非隔離DCDC升降壓變換器損耗大的技術問題。

第一方面，本申請實施例提供一種非隔離DCDC諧振變換控制電路，包括：輸入接口、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、電感、電容以及輸出接口；所述第一開關管與所述第二開關管串聯后與所述輸入接口串聯耦合；所述第三開關管與所述第四開關管串聯后與所述輸出接口串聯耦合；所述第一開關管與所述第二開關管的串聯節點為A端；所述第三開關管與所述第四開關管的串聯節點為B端；所述電感和所述電容串聯后耦合在所述A端和所述B端之間；所述輸入接口的負極與所述輸出接口的負極耦合，或所述輸入接口的正極與所述輸出接口的正極耦合。本申請實施例提供的非隔離DCDC諧振變換控制電路通過串聯的電感和電容，使得流經電感中的電流呈正弦波形，正弦波波形系數小，導通損耗低，因此，本申請實施例提供的電路能夠顯著降低電路的損耗。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，所述電感和所述電容處于諧振工作狀態。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，所述輸入接口與所述輸出接口之間電壓的移相角θ滿足：

其中，V_in為所述輸入接口的電壓，V_out為所述輸出接口的電壓。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，所述輸出接口的輸出功率P₀為：

其中，V_in為所述輸入接口的電壓，V_out為所述輸出接口的電壓，f_s為開關頻率，L為所述電感的電感值，C為所述電容的電容值，θ為所述輸入接口與所述輸出接口之間電壓的移相角。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，當所述第一開關管導通時，所述第二開關管關斷；當所述第一開關管關斷時，所述第二開關管導通；當所述第三開關管導通時，所述第四開關管關斷；當所述第三開關管關斷時，所述第四開關管導通。