[發明專利]啟動控制方法及系統、尖峰電壓檢測電路及方法

有效

• 申請號: 202010936896.X
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112134453B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 王小磊;朱鵬;林健鵬;吳海新;孫浩
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/088;H02M3/335;G01R19/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙

本發明公開了一種DC/DC轉換器的啟動控制方法及系統、尖峰電壓檢測電路及方法。啟動控制方法用于DC/DC轉換器的從低壓側向高壓側的啟機過程，該啟動控制方法包括：至少根據所述低壓側的開關管的尖峰電壓參考值和尖峰電壓檢測值，確定一驅動信號的占空比或頻率；輸出所述驅動信號至所述開關管，以控制所述開關管進行動作。本發明的DC/DC轉換器的啟動控制方法，在保證開關管的電壓應力不超標的前提下，可在反向啟機時最大限度的提升其反向充電功率以及減小母線電容充電所需要的時間。

技術領域

本發明涉及一種開關電源技術，特別是涉及一種DC/DC轉換器的啟動控制方法及系統、開關管尖峰電壓檢測電路及方法。

背景技術

在開關電源中，開關管的電壓尖峰是一個極其重要的參數，其中該開關管例如可包括二極管(Diode)和金氧半場效晶體管(MOSFET)。通常，該電壓尖峰需要小于開關管的最大允許工作電壓，并留有一定余量。若超出最大允許工作電壓，則開關管會有損壞的風險。一般而言，開關電源不會對開關管的電壓尖峰進行監控，另外在生產階段也很難對其進行測試，所以通常是通過設計來保證該電壓尖峰在限值以下。

對于電動汽車應用場合，高壓鋰電池通過繼電器接入高壓母線給電機驅動器、加熱器等車載設備供電。通常高壓母線的正、負兩端跨接了大量母線電容。前述繼電器導通前，需要將母線電容充電至鋰電池電壓。車載DC/DC轉換器可以利用低壓鉛酸電池的能量提供反向充電功能。在給母線電容充電期間，較大的低壓側電流會給整流開關管(低壓側的開關管)帶來大的電壓尖峰。設計上通常設定較小的低壓側電流使整流開關管的電壓尖峰不超標。因此在從低壓側向高壓側的啟機階段，充電功率受限，所需的充電時間較長。

另外，隨著功率密度的提升，有源鉗位電路被廣泛地應用于降低整流開關管的電壓尖峰。通常在輸出電壓緩啟動上升之前，需要給鉗位電容做預充，將其充電到預設平臺電壓。一般而言，該平臺電壓等于高壓側輸入電壓經過變壓器匝比折算到副邊的電壓。若缺少預充動作，或者預充控制精度較差，在緩啟動開始時刻，有源鉗位電路內的開關管將會出現大的電流沖擊，整流開關管也可能出現大的電壓尖峰。

因此，迫切需要一種新的DC/DC轉換器的啟動控制方法，可有效提高啟動效率，縮短啟動時間，同時又能保證開關管的電壓應力不超標。

發明內容

本發明的目的在于一種DC/DC轉換器的啟動控制方法及系統、開關管尖峰電壓檢測電路及方法，以有效解決現有技術的至少一缺陷。

為了實現上述目的，本發明提供一種DC/DC轉換器的啟動控制方法，其特點在于，用于所述DC/DC轉換器的從低壓側向高壓側的啟機過程，該啟動控制方法包括：至少根據所述低壓側的開關管的尖峰電壓參考值和尖峰電壓檢測值，確定一驅動信號的占空比或頻率；輸出所述驅動信號至所述開關管，以控制所述開關管進行動作。

在本發明的一實施例中，所述尖峰電壓參考值包括第一閾值和第二閾值，當所述尖峰電壓檢測值大于或等于所述第一閾值時，調節所述驅動信號的占空比減小；當所述尖峰電壓檢測值小于或等于所述第二閾值時，調節所述驅動信號的占空比增大；其中，所述第一閾值大于所述第二閾值。

在本發明的一實施例中，將所述尖峰電壓檢測值與所述尖峰電壓參考值進行比較，得到一電壓誤差值；根據所述電壓誤差值，調節所述驅動信號的占空比：當所述尖峰電壓檢測值大于所述尖峰電壓參考值時，調節所述驅動信號的占空比減小；當所述尖峰電壓檢測值小于所述尖峰電壓參考值時，調節所述驅動信號的占空比增大。

在本發明的一實施例中，還根據所述低壓側的低壓側電流參考值和低壓側電流檢測值，確定所述驅動信號的占空比或頻率。

在本發明的一實施例中，確定所述驅動信號的占空比是包括：當所述尖峰電壓檢測值大于或等于所述尖峰電壓參考值時，降低所述低壓側電流參考值；根據所述低壓側電流參考值與所述低壓側電流檢測值，得到一電流誤差值；根據所述電流誤差值，調節所述驅動信號的占空比。