[發明專利]一種寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器的控制方法

有效

• 申請號: 202011602451.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112737345B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 石勇;黃潮金;徐卓異;戶毅仁;張馳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器的控制方法，包括高頻變壓器T、逆變電路和整流電路，整流電路與高頻變壓器T的副邊繞組連接，逆變電路包括開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3和開關管Q4，開關管Q1的發射極和開關管Q2的集電極均與耦合電感L1的同名端連接，耦合電感L1的異名端和高頻變壓器T的原邊繞組Np同名端連接；整流電路中設置有耦合電感L2和耦合電感L3，耦合電感L2和耦合電感L3均與耦合電感L1耦合。解決傳統零電壓移相全橋直流變換器滯后橋臂在輕載情況下難以實現零電壓開關問題，使移相全橋在從重載到輕載內都可以實現零電壓開關，減少開關管上的電壓、電流應力，從而擴寬移相全橋變換器的應用范圍。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器的控制方法。

背景技術

開關變換器利用現代電力電子開關技術，控制開關管的通斷時間，維持穩定輸出電壓的一種電源變換器。開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制，隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源日趨完善。開關電源的性能直接受開關管的開通關斷控制影響，盡管在同一開關變換器下，但是應用不同的控制方式，電源工作的輸出性能完全不相同，甚至會損壞電源。傳統零電壓開關變換器如圖1所示，其控制為移相控制如圖2所示。但是零電壓開關變化器不能很好的使用在輕載情況下，因為應用在負載較輕的情況下，即負載率小于30％，傳統的零電壓移相全橋直流變換器在輕載的情況下，原邊電流較小，不足以使電容C3或電容C4的電壓下降到0伏，不容易實現滯后橋臂軟開關。

發明內容

本發明結合寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器提出新型控制方法，以更好地實現零電壓開關，移相全橋變換器的轉換效率。

為達到上述目的，本發明所述一種寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器的控制方法，包括以下步驟：

S1、采樣寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器原邊電流i；

S2、計算輔助開關管Q5的開通時刻與主開關管Q1的關斷時刻之間的相角θ₁，以及輔助開關管Q5的開通時刻與主開關管Q1的關斷時刻之間的相角θ₂；

S3、根據步驟2中的θ控制輔助開關管Q5和輔助開關管Q6的開通時刻；

所述寬負載范圍零電壓開關移相全橋變換器，包括高頻變壓器T、逆變電路和整流電路，所述整流電路與高頻變壓器T的副邊繞組連接，所述逆變電路包括超前橋臂和滯后橋臂，超前橋臂由開關管Q1和開關管Q2組成，所述滯后橋臂由開關管Q3和開關管Q4組成，所述開關管Q1的發射極和開關管Q2的集電極均與耦合電感L1的同名端連接，耦合電感L1的異名端和高頻變壓器T的原邊繞組Np同名端連接，高頻變壓器T的原邊繞組Np異名端、開關管Q3的發射極和開關管Q4的集電極三者連接；所述高頻變壓器T的副邊繞組由繞組Ns1和繞組Ns2串聯組成，所述繞組Ns1的同名端和整流二極管D5的陽極連接，整流二極管D5的陰極和整流二極管D6的陰極、耦合電感L2的同名端以及耦合電感L3的異名端連接，所述耦合電感L3的同名端和耦合電感L2的異名端、繞組Ns1的異名端以及繞組Ns2的同名端連接，整流二極管D6的陽極和繞組Ns2的異名端連接；所述耦合電感L2和耦合電感L3均與耦合電感L1耦合；所述整流二極管D5的陰極和耦合電感L2的同名端之間連接有輔助開關管Q5，所述繞組Ns1的異名端、繞組Ns2的同名端和耦合電感L3的同名端之間連接有輔助開關管Q6。

進一步的，S1中，通過電流傳感器采樣原邊電流。

進一步的，S2中，通過DSP數字芯片計算輔助開關管Q5的開通時刻與主開關管Q1的關斷時刻之間的相角θ₁，以及輔助開關管Q5的開通時刻與主開關管Q1的關斷時刻之間的相角θ₂。