[發明專利]一種串聯電容型全橋電路，變換器，控制方法以及變壓器

在審

• 申請號: 202211417439.5
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115833600A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 梁永枝;蔡嘉仕;黃維;郭慶明
• 申請（專利權）人: 惠州市德賽電池有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/36
• 代理公司: 廣東創合知識產權代理有限公司 44690
• 代理人: 任海燕

1.一種串聯電容型全橋電路，其特征在于，至少包括：

輸入電路，包括：相互并聯連接的電源Vin、電源內阻R6、第一極性電容Cp3、第一橋臂以及第二橋臂；

輸出電路，包括：相互并聯連接的負載R7、第二極性電容Cp4、第三橋臂以及第四橋臂；

以及變壓器，所述變壓器包括原邊電感和副邊電感；所述原邊電感的兩端分別連接于所述第一橋臂以及第二橋臂的中間點；所述副邊電感的一端連接于所述第三橋臂的中間點，另一端串聯電容C2并接于所述第四橋臂的中間點。

2.根據權利要求1所述的一種串聯電容型全橋電路，其特征在于，

所述第一橋臂包括：串聯連接的第一MOS管Q9和第二MOS管Q11；

所述第二橋臂包括：串聯連接的第三MOS管Q10和第四MOS管Q12；

所述第三橋臂包括：串聯連接的第五MOS管Q13和第六MOS管Q15；

所述第四橋臂包括：串聯連接的第七MOS管Q14和第八MOS管Q16。

3.根據權利要求2所述的一種串聯電容型全橋電路，其特征在于，

所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂以及第四橋臂的MOS管均設置反向并聯二極管和寄生電容；其中每個MOS管的特性參數均保持一致。

4.根據權利要求3所述的一種串聯電容型全橋電路，其特征在于，所述電容C2為CBB電容。

5.一種應用如權利要求1-4任一所述的串聯電容型全橋電路的全橋變換器，其特征在于，所述全橋變換器在一個工作周期內的工作原理為：

在一個周期的正半周時刻，給輸入電路的第一MOS管Q9和第四MOS管Q12，以及輸出電流的第七MOS管Q14和第六MOS管Q15導通高電平驅動信號；變壓器原邊電感向變壓器副邊電感傳遞能量；輸出電路同步整流，實現電路的升壓或降壓；

或在一個周期的負半周時刻，給輸入電路的第三MOS管Q10和第二MOS管Q11，以及第五MOS管Q13和第八MOS管Q16導通高電平驅動信號；變壓器原邊電感向變壓器副邊電感傳遞能量；輸出電路同步整流，實現電路的升壓或降壓。

6.根據權利要求5所述的全橋變換器，其特征在于，還包括：

在一個周期的正半周時刻，電流從電源Vin的正極依次經過第一MOS管Q9、變壓器原邊電感、第四MOS管Q12回到電源Vin的負極；變壓器原邊電感向變壓器副邊電感傳遞能量，電流由變壓器副邊電感依次經過電容C2、第七MOS管Q14、負載R7和第六MOS管Q15回到變壓器副邊電感。

7.根據權利要求6所述的全橋變換器，其特征在于，還包括：

在一個周期的負半周時刻，電流從電源Vin的正極依次經過第三MOS管Q10、變壓器原邊電感、第二MOS管Q11回到電源Vin的負極；變壓器原邊電感向變壓器副邊電感傳遞能量，電流由變壓器副邊電感依次經過第五MOS管Q13、負載R7、第八MOS管Q16和電容C2回到變壓器副邊電感。

8.一種應用如權利要求5任一所述的全橋變換器的控制方法，其特征在于，

S1：持續采樣所述全橋電路的輸出電壓；

S2：設定所述全橋電路的最大開關頻率；

S3：逐漸增加高電平驅動信號的占空比達到目標電壓；

S4：根據所述輸出電壓變化量△u調節所述全橋電路的開關頻率，達到輸出電壓的穩定，實現對所述全橋電路的控制。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟S4，具體包括:

當電壓變化量△u為正值，所述開關頻率隨著電壓變化量△u絕對值的增大而減小；

當電壓變化量△u為負值，所述開關頻率隨著電壓變化量△u絕對值的增大而增大。

10.一種變壓器，其特征在于，所述變壓器為如權利要求1-4任一所述的全橋電路中的變壓器。