CN108390570A - Dcdc变换器的控制方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种DCDC变换器的控制方法及电路，其中，DCDC变换器的控制方法包括步骤：检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型属于空载或轻载或正常负载；根据负载类型，切换与所述空载对应的第一模式或与所述轻载对应的第二模式或与正常负载对应的第三模式；其中，所述第二模式为有限双极性控制模式，对管同时导通不同时关断且变压器初次侧的谐振电感与开关桥臂的输出电容谐振。本发明不需要增加任何器件，即可解决常规移相全桥DCDC变换器轻载不易实现软开关、空载损耗大的难题，保证DCDC变换器在轻载和载时都有较高的效率，且在空载时也能大大降低损耗，提高DCDC变换器的效率，控制简单、方便。

Description

DCDC变换器的控制方法及电路
技术领域
本专利涉及DCDC变换器控制策略技术领域，具体涉及一种DCDC变换器的控制方法及电路。
背景技术
在中大功率、宽输入范围的DCDC变换器应用场合，移相全桥由于定频工作、控制简单、可实现软开关等优点而得到了较广泛应用。然而由于其在轻载时滞后桥臂不易实现软开关，轻载损耗大，且存在占空比丢失问题使得移相全桥拓扑在应用时面临很多挑战。
尽管后来提出了增加辅助谐振网络或者串入饱和电感等措施来解决上述缺点，但在实际应用中效果都不是很理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种DCDC变换器的控制方法，不需要增加任何器件，即可解决常规移相全桥DCDC变换器轻载不易实现软开关、空载损耗大的难题。
为了克服现有技术存在的问题，达到上述目的，本发明提供了一种DCDC变换器的控制方法，其包括以下步骤：
检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型属于空载或轻载或正常负载；
根据负载类型，切换与所述空载对应的第一模式或与所述轻载对应的第二模式或与正常负载对应的第三模式；
其中，所述第二模式为有限双极性控制模式，对管同时导通不同时关断且变压器初次侧的谐振电感与开关桥臂的输出电容谐振。
优选的是，检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型，包括步骤：
若负载电流为0，DCDC变换器的负载类型为空载；
若负载电流低于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为轻载；
若负载电流大于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为正常负载。
优选的是，所述第一模式为打嗝模式，所述第三模式为移相全桥模式。
优选的是，所述第一模式包括电源先工作若干个PWM最小时间脉冲之后再关断的周期循环；
其中，所述PWM最小时间脉冲由DCDC变换器的工作频率获得。
一种DCDC变换器电路，其包括输入直流源、电流互感器、开关桥臂、谐振电感、变压器、输出整流滤波电路以及负载电阻；
其中，所述开关桥臂包括并联的第一开关桥臂和第二开关桥臂；
所述输入直流源经所述电流互感器分别连接到所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂；
所述第一开关桥臂中点与所述变压器初级侧一端连接；所述第二开关桥臂中点与所述谐振电感一端连接；所述谐振电感另一端连接到所述变压器初级侧另一端；
所述变压器次级侧通过所述输出整流滤波电路连接所述负责。
优选的是，所述输出整流滤波电路包括串联的整流电路和滤波电路；其中：
所述整流电路包括并联的两个二极管；
所述滤波电路包括串联的输出电感和输出电容；
所述变压器的次级侧连接到所述整流电流输出端；所述输出电容两端并联有所述负载电阻。
本发明的有益效果是：
本发明提供的DCDC变换器的控制方法，通过检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型，再选择与负载类型对应的控制模式，尤其，当负载类型属于轻载时，选择对管同时导通不同时关断且变压器初次侧谐振电感和开关桥臂的输出电容谐振的限双极性控制模式，即在不需要增加任何器件的情况下，保证DCDC变换器在轻载和载时都有较高的效率，且在空载时也能大大降低损耗，提高了DCDC变换器的效率，控制简单、方便。
附图说明
图1为本发明提供的DCDC变换器的控制方法的流程图；
图2为DCDC变换器电路的一种示例图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。
<实施方式1>
如图1所示，本发明实施方式提供了一种DCDC变换器的控制方法，其包括以下步骤：
S10，检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型属于空载或轻载或正常负载；
S20，根据负载类型，切换与空载对应的第一模式或与轻载对应的第二模式或与正常负载对应的第三模式。
上述实施方式中，检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型，包括步骤：
S11，若负载电流为0，DCDC变换器的负载类型为空载；
S12，若负载电流低于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为轻载；
S13，若负载电流大于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为正常负载。
上述实施方式中，第二模式为有限双极性控制模式，即对管同时导通不同时关断且变压器次级侧的谐振电感和开关桥臂的输出电容谐振。因此，本实施方式通过检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型，再选择与负载类型对应的控制模式，尤其，当负载类型属于轻载时，选择对管同时导通不同时关断且变压器原边谐振电感和开关管的输出电容谐振的限双极性控制模式，即在不需要增加任何器件的情况下，保证DCDC变换器在轻载和载时都有较高的效率，且在空载时也能大大降低损耗，提高了DCDC变换器的效率，控制简单、方便。
需要说明的是，第二模式中对管不同时关断的间隔时间由电源的工作频率和一定的死区时间共同决定，本发明不做具体限定。
上述实施方式中，第一模式为打嗝模式，即burst模式；第三模式为移相全桥模式。其中，第一模式包括电源先工作若干个PWM最小时间脉冲之后再关断的周期循环；PWM最小时间脉冲由DCDC变换器的工作频率获得。则开关管的开关损耗会有效降低，使得轻载下的效率提高。作为进一步优选，根据电源的工作频率合理设置PWM最小时间脉冲可可有效降低空载损耗。
<实施方式2>
如图2所示，本发明实施方式提供一种应用实施方式1中DCDC变换器控制方法的DCDC变换器电路，其包括输入直流源Vin、电流互感器CT1、开关桥臂、谐振电感Lr、变压器T1、输出整流滤波电路以及负载电阻R1。
其中，开关桥臂包括并联的第一开关桥臂和第二开关桥臂；具体地，第一开关桥臂包括MOS管Q1、Q3，第二开关桥臂包括MOS管Q2、Q4；输入直流源Vin经电流互感器CT1分别连接到第一开关桥臂和第二开关桥臂；第一开关桥臂中点与变压器T1初级侧一端连接；第二开关桥臂中点与谐振电感Lr一端连接；谐振电感Lr另一端连接到变压器T1初级侧另一端；变压器T1次级侧通过输出整流滤波电路连接负载电阻R1。
作为上述实施方式的优选，输出整流滤波电路包括串联的整流电路和滤波电路。其中，整流电路包括并联的两个二极管D1、D2。滤波电路包括串联的输出电感Lf和输出电容CF。变压器T1的次级侧连接到整流电流输出端；输出电容CF两端并联有负载电阻R1。
本发明实施方式提供的DCDC变压器的工作流程是：输入直流源Vin的电压经电流互感器CT1加到第一、第二开关桥臂的两端，Q1、Q4和Q2、Q3在各自的驱动信号的作用下交替导通，实现能量转换。当Q1和Q4导通时，输入直流源Vin的电压经CT1、Q1、Lr、T1和Q4构成通路；当MOS管Q2、Q3导通时，输入电压经电流互感器CT1、MOS管Q2、变压器T1、谐振电感Lr和MOS管Q3构成通路。变压器T1次级侧上的交流电压经二极管D1、D2整流后，再经输出电感Lf和输出电容Cf滤波后输出直流电压Vout。
本发明实施方式的DCDC变压器电路采用实施方式1提供的控制方法进行控制的过程是：
首先，检测DCDC变换器的负载电流，判断DCDC变换器的负载类型：若负载电流为0，DCDC变换器的负载类型为空载；若负载电流低于总电源电流30％，DCDC变换器的负载类型为轻载；若负载电流属于总电源电流30％-40％，DCDC变换器的负载类型为正常负载。
其次，根据负载类型，切换与空载对应的第一模式或与轻载对应的第二模式或与正常负载对应的第三模式。DCDC变换器的负载类型为空载时，采用第一模式，即burst模式，其包括电源先工作若干个PWM最小时间脉冲之后再关断的周期循环；PWM最小时间脉冲由DCDC变换器的工作频率获得，可有效降低空载损耗。DCDC变换器的负载类型为轻载时，采用为有限双极性控制模式的第二模式，即对管同时导通不同时关断且变压器输出电感和开关管的输出电容谐振，使开关管开通时的电压下降，减少了开通损耗和环流，使得轻载下的效率提高。DCDC变换器的负载类型为正常负载时，采用第三模式，即常规的移相全桥控制方法。
针对本发明实施方式提供的DCDC变换器，通过在不同负载状态下选择合适的控制模式，就可以使常规的移相全桥DCDC变换器在较大负载范围内实现软开关，取得较高的效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种DCDC变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型属于空载或轻载或正常负载；
根据负载类型，切换与所述空载对应的第一模式或与所述轻载对应的第二模式或与正常负载对应的第三模式；
其中，所述第二模式为有限双极性控制模式，对管同时导通不同时关断且变压器初次侧的谐振电感与开关桥臂的输出电容谐振。
2.如权利要求1所述的DCDC变换器的控制方法，其特征在于，检测DCDC变换器的负载电流，以判断DCDC变换器的负载类型，包括步骤：
若负载电流为0，DCDC变换器的负载类型为空载；
若负载电流低于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为轻载；
若负载电流大于总电流30％，DCDC变换器的负载类型为正常负载。
3.如权利要求1所述的DCDC变换器的控制方法，其特征在于，所述第一模式为打嗝模式，所述第三模式为移相全桥模式。
4.如权利要求1所述的DCDC变换器的控制方法，其特征在于，所述第一模式包括电源先工作若干个PWM最小时间脉冲之后再关断的周期循环；
其中，所述PWM最小时间脉冲由DCDC变换器的工作频率获得。
5.一种应用如权利要求1-4所述的DCDC变换器控制方法的DCDC变换器电路，其特征在于，其包括输入直流源、电流互感器、开关桥臂、谐振电感、变压器、输出整流滤波电路以及负载电阻；
其中，所述开关桥臂包括并联的第一开关桥臂和第二开关桥臂；
所述输入直流源经所述电流互感器分别连接到所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂；
所述第一开关桥臂中点与所述变压器初级侧一端连接；所述第二开关桥臂中点与所述谐振电感一端连接；所述谐振电感另一端连接到所述变压器初级侧另一端；
所述变压器次级侧通过所述输出整流滤波电路连接所述负责。
6.如权利要求5所述的DCDC变换器电路，其特征在于，所述输出整流滤波电路包括串联的整流电路和滤波电路；其中：
所述整流电路包括并联的两个二极管；
所述滤波电路包括串联的输出电感和输出电容；
所述变压器的次级侧连接到所述整流电流输出端；所述输出电容两端并联有所述负载电阻。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109450274A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 联想(北京)有限公司 一种控制方法、装置及电子设备
CN110971226A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 待机模式控制方法及控制系统
CN114281138A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 深圳市联洲国际技术有限公司 电源的负载调整电路的控制方法以及电源的负载调整系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834518A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 深圳市核达中远通电源技术有限公司 全桥变换器模式切换控制方法及切换控制电路
CN101917117A (zh) * 2010-08-13 2010-12-15 国网电力科学研究院 实现开关电源空载间歇性工作的电路
CN103066881A (zh) * 2013-01-12 2013-04-24 华南理工大学 一种移相与有限双极性控制方式的切换电路及其控制方法
CN103138581A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流-直流转换器、电力变换器及其控制方法
US20170170739A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 National Chung-Shan Institute Of Science & Technology Solar power converter with isolated bipolar full-bridge resonant circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834518A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 深圳市核达中远通电源技术有限公司 全桥变换器模式切换控制方法及切换控制电路
CN101917117A (zh) * 2010-08-13 2010-12-15 国网电力科学研究院 实现开关电源空载间歇性工作的电路
CN103138581A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流-直流转换器、电力变换器及其控制方法
CN103066881A (zh) * 2013-01-12 2013-04-24 华南理工大学 一种移相与有限双极性控制方式的切换电路及其控制方法
US20170170739A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 National Chung-Shan Institute Of Science & Technology Solar power converter with isolated bipolar full-bridge resonant circuit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109450274A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 联想(北京)有限公司 一种控制方法、装置及电子设备
CN110971226A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 待机模式控制方法及控制系统
CN110971226B (zh) * 2019-12-18 2022-08-02 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 待机模式控制方法及控制系统
CN114281138A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 深圳市联洲国际技术有限公司 电源的负载调整电路的控制方法以及电源的负载调整系统

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