[發(fā)明專利]控制電路以及應(yīng)用其的開關(guān)變換器

在審

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• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112615531A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴洪斌;王建新
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M5/293;H02M3/335
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本申請公開了一種控制電路以及應(yīng)用其的開關(guān)變換器。本發(fā)明實施例通過檢測主開關(guān)管關(guān)斷期間所述結(jié)電容上的電壓變化率以產(chǎn)生檢測信號，并且根據(jù)所述檢測信號和基準(zhǔn)信號之間的誤差調(diào)節(jié)所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間，以實現(xiàn)主開關(guān)管零電壓開通。本實施中控制電路采用閉環(huán)的控制方式，利用電荷守恒的原理自適應(yīng)調(diào)節(jié)輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間連續(xù)變化，控制方式簡單，響應(yīng)快，能夠適用于寬范圍交流輸入電壓或直流輸入電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及開關(guān)變換器以及其控制電路。

背景技術(shù)

目前開關(guān)變換器被廣泛用于對市電交流功率進(jìn)行整流并提供負(fù)載所需直流電壓。開關(guān)變換器具有磁性元件，在開關(guān)管導(dǎo)通時在磁性元件中儲存能量，在開關(guān)管關(guān)斷時將磁性元件中儲存的能量輸送到負(fù)載的功率變換器。當(dāng)開關(guān)管按硬開關(guān)模式工作時，在導(dǎo)通過程中電壓下降和電流上升的波形有交疊，因而開通損耗大。現(xiàn)有技術(shù)中通常采用有源箝位回收磁性元件中能量以提高效率。

通常主開關(guān)管和輔助開關(guān)管以互補(bǔ)方式交替導(dǎo)通和關(guān)斷。在主開關(guān)管關(guān)斷期間，輔助開關(guān)管導(dǎo)通，從而形成附加的吸收電路，以吸收磁性元件中儲存的能量，因而可以抑制尖刺電壓的產(chǎn)生。由于主開關(guān)管和輔助開關(guān)管以互補(bǔ)方式交替導(dǎo)通和關(guān)斷，檢測方式和控制方法相對復(fù)雜。另外當(dāng)開關(guān)變換器輸入交流電壓時，輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間無法跟隨交流輸入電壓變化，導(dǎo)致主開關(guān)管零電壓開通不穩(wěn)定，從而影響開關(guān)變換器的效率。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的開關(guān)變換器及其控制電路，在寬輸入電壓范圍內(nèi)利用吸收電路將儲存在主開關(guān)管和輔助開關(guān)的寄生電容中的能量返回電網(wǎng)，實現(xiàn)主開關(guān)管的零電壓開通。

根據(jù)本發(fā)明的一方面提供一種控制電路，所述開關(guān)變換器采用主開關(guān)管控制磁性元件的能量儲存與傳輸，以及采用輔助開關(guān)管提供所述磁性元件的能量的釋放路徑，

所述控制電路在所述主開關(guān)管關(guān)斷期間根據(jù)所述主開關(guān)管的結(jié)電容上的電壓變化率調(diào)節(jié)所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間，使得所述主開關(guān)管實現(xiàn)零電壓開通。

優(yōu)選地，所述控制電路在所述主開關(guān)管關(guān)斷期間根據(jù)所述結(jié)電容上的電荷變化量調(diào)節(jié)所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間。

優(yōu)選地，所述控制電路包括檢測電路，接收表征所述電壓變化率的采樣信號，并根據(jù)主管導(dǎo)通信號產(chǎn)生表征在所述主開關(guān)管關(guān)斷期間所述電壓變化率的檢測信號。

優(yōu)選地，所述控制電路包括輔管控制電路，用以產(chǎn)生輔管導(dǎo)通信號，并且根據(jù)所述檢測信號調(diào)節(jié)所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間。

所述控制電路，所述輔管控制電路根據(jù)所述檢測信號和基準(zhǔn)信號之間的誤差產(chǎn)生誤差信號，以調(diào)節(jié)所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間，

當(dāng)所述誤差信號增大時，所述控制電路增大所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間；當(dāng)所述誤差信號減小時，所述控制電路減小所述輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間。

優(yōu)選地，所述控制電路通過檢測流過所述結(jié)電容的充電電流和放電電流以產(chǎn)生所述采樣信號。

優(yōu)選地，所述控制電路包括采樣電阻，其第一端耦接至所述主開關(guān)管，第二端耦接至參考地，所述采樣電阻通過采樣流過所述結(jié)電容的電流以在所述第一端產(chǎn)生所述采樣信號。

優(yōu)選地，所述控制電路還包括微分電路，并聯(lián)耦接至串聯(lián)連接的主開關(guān)管和采樣電阻的兩端，所述微分電路通過采樣流過所述結(jié)電容的電流以產(chǎn)生所述采樣信號。

優(yōu)選地，所述檢測電路包括：

第一開關(guān)，其第一端接收所述采樣信號，在所述主開關(guān)關(guān)斷期間導(dǎo)通；以及

第二開關(guān)，其第一端耦接至所述第一開關(guān)的第二端，第二端耦接至參考地，在所述主開關(guān)導(dǎo)通期間導(dǎo)通，

其中所述檢測信號在所述第一開關(guān)和第二開關(guān)的公共連接點產(chǎn)生。

優(yōu)選地，所述檢測電路包括：