CN111628658A - 功率变换器及其控制电路和控制方法 - Google Patents

功率变换器及其控制电路和控制方法 Download PDF

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CN111628658A CN202010648602.3A CN202010648602A CN111628658A CN 111628658 A CN111628658 A CN 111628658A CN 202010648602 A CN202010648602 A CN 202010648602A CN 111628658 A CN111628658 A CN 111628658A
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Abstract

本发明涉及一种功率变换器及其控制电路和控制方法。功率变换器包括第一功率开关管和第二功率开关管，第一功率开关管和第二功率开关管串联组成桥臂，控制电路包括：第一控制单元，以桥臂的中点为第一参考地，根据反馈信号产生第一补偿信号；以及第二控制单元，以桥臂的接地端为第二参考地，根据第一补偿信号产生第一控制信号和第二控制信号；其中，第一控制信号用于控制第一功率开关管，第二控制信号用于控制第二功率开关管。

Description

功率变换器及其控制电路和控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体地，涉及一种功率变换器及其控制电路和控制方法。
背景技术
图1是一种现有的功率变换器的电路结构示意图。参考图1所示，现有的功率变换器为电荷泵式半桥谐振型驱动器。该功率变换器的原边为半桥逆变电路，交流电源AC经整流电路10整流后输入，电容Cr为谐振电容，电感Lr为谐振电感。整流电路10和电容Cboost、电容Cbus、二极管D1及电容Cr和电感Lr组成电荷泵式PFC。开关管Q1和开关管Q2串联形成桥臂11，开关管Q1和开关管Q2交替导通和关断，从而在半桥逆变电路的原边形成高频交流信号，经变压器T1传递至副边。在变压器T1的副边，高频交流信号经整流电路12整流，经电容Co滤波后，给LED负载供电。
传统半桥控制电路13以桥臂11的接地端COM2为参考地，并根据电流反馈信号Vsense与第一参考信号Vref1比较后，生成补偿信号Vcomp，再经控制信号产生电路132产生半桥控制信号VGH和VGL。其中，半桥控制信号VGH和VGL以桥臂11的接地端COM2为参考地。传统半桥驱动电路133包括电平转换电路133a、第一驱动电路133b和第二驱动电路133c。电平转换电路133a接收半桥控制信号VGH，转换成以桥臂11中点COM1为参考地的中间信号ON和OFF。第一驱动电路133b根据中间信号ON和OFF产生驱动信号DRH，驱动信号DRH以COM1为参考地，用于驱动开关管Q1的导通和关断。第二驱动电路133c根据半桥控制信号VGL产生驱动信号DRL，驱动信号DRL以COM2为参考地，用于驱动开关管Q2的导通与关断。
继续参考图1所示，在现有技术中，当采用传统半桥驱动电路133驱动半桥工作时，传统半桥控制电路13必须以半桥电路中桥臂11的接地端COM2为参考地，导致电流反馈信号Vsense不能体现完整的谐振电流信息，从而导致LED驱动电流的控制精度降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功率变换器及其控制电路和控制方法，可以在兼容传统半桥驱动技术的前提下，提高电流控制精度。
第一方面，本发明提供一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联组成桥臂，所述控制电路包括：第一控制单元，以所述桥臂的中点为第一参考地，根据反馈信号产生第一补偿信号；以及第二控制单元，以所述桥臂的接地端为第二参考地，根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；其中，所述第一控制信号用于控制所述第一功率开关管，所述第二控制信号用于控制所述第二功率开关管。
进一步地，所述第一控制单元包括：误差放大模块，根据所述反馈信号和第一参考信号生成所述第一补偿信号，所述第一补偿信号以所述第一参考地为参考地。
进一步地，所述第二控制单元包括：信号传输电路，根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号，所述第二补偿信号以所述第二参考地为参考地；以及控制信号产生电路，根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。
具体的，所述信号传输电路在所述第二控制信号有效时，使所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号，且在所述第二控制信号无效时，使所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
优选地，所述信号传输电路包括：开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端用于接收所述第一补偿信号，所述控制端用于接收所述第二控制信号；以及第一电容，所述第一电容的第一端连接所述开关的第二端以输出所述第二补偿信号，所述第一电容的第二端连接所述第二参考地。
进一步地，所述控制电路还包括半桥驱动电路，根据所述第一控制信号产生第一驱动信号以及根据所述第二控制信号产生第二驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断。
进一步地，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
进一步地，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
第二方面，本发明提供一种功率变换器，包括：桥臂，包括串联的第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管之间的中间节点作为所述桥臂的中点和第一参考地，所述第二功率开关管的第二功率端与所述功率变换器的地连接，所述功率变换器的地为第二参考地；控制电路，包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元以所述第一参考地为参考地，根据反馈信号产生第一补偿信号；所述第二控制单元以所述第二参考地为参考地，根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；以及谐振电路，包括串联的第二电容和电感；其中，所述第一控制信号用于控制所述第一功率开关管，所述第二控制信号用于控制所述第二功率开关管。
进一步地，所述功率变换器还包括：第一整流电路，所述第一整流电路的输出正端连接所述第一功率开关管的第一功率端，所述第一整流电路的输出负端连接所述第二电容，所述第一整流电路适于连接交流电源；变压器，包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的同名端连接所述控制电路的第一控制单元，所述原边绕组的异名端连接所述电感；电流采样电路，连接在所述第一参考地和所述原边绕组的同名端之间；第二整流电路，连接在所述副边绕组的同名端和异名端之间；以及输出电容，所述输出电容的第一端和第二端分别连接所述第二整流电路的输出正端和输出负端，所述输出电容适于连接负载。
进一步地，所述功率变换器还包括电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：二极管，所述二极管的阳极连接所述第二参考地，所述二极管的阴极连接所述第一整流电路的输出负端；第三电容，连接在所述第一整流电路的输出正端和输出负端之间；以及第四电容，所述第四电容的第一端连接所述第一整流电路的输出正端，所述第四电容的第二端连接所述二极管的阳极；其中，所述电荷泵电路与所述谐振电路用于功率因素校正。
进一步地，所述第一控制单元包括：误差放大模块，根据所述反馈信号和第一参考信号生成所述第一补偿信号，所述第一补偿信号以所述第一参考地为参考地。
进一步地，所述第二控制单元包括：信号传输电路，根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号，所述第二补偿信号以所述第二参考地为参考地；以及控制信号产生电路，根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。
优选地，所述信号传输电路在所述第二控制信号有效时，使所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号，且在所述第二控制信号无效时，使所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
优选地，所述信号传输电路包括：开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端用于接收所述第一补偿信号，所述控制端用于接收所述第二控制信号；以及第一电容，所述第一电容的第一端连接所述开关的第二端以输出所述第二补偿信号，所述第一电容的第二端连接所述第二参考地。
进一步地，所述控制电路还包括半桥驱动电路，根据所述第一控制信号产生第一驱动信号以及根据所述第二控制信号产生第二驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断。
具体的，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
进一步地，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
第三方面，本发明提供一种功率变换器的控制方法，所述功率变换器包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联组成桥臂，所述方法包括以下步骤：根据反馈信号产生第一补偿信号；根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；以及根据所述第一控制信号控制所述第一功率开关管且根据所述第二控制信号控制所述第二功率开关管；其中，所述第一补偿信号以所述桥臂的中点为第一参考地，所述第一控制信号和所述第二控制信号以所述桥臂的接地端为第二参考地。
进一步地，所述方法还包括：根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号；以及根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号；其中，所述第二补偿信号以所述桥臂的接地端为第二参考地。
具体地，在所述第二控制信号有效时，所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号；在所述第二控制信号无效时，所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
进一步地，所述方法还包括：根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；以及根据所述第二控制信号产生第二驱动信号；所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断；其中，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
进一步地，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：
基于传统半桥控制电路，本发明的技术方案将控制电路分为第一控制单元、第二控制单元以及半桥驱动电路。通过将第一控制单元设置为以功率变换器的桥臂的中点为第一参考地，第一控制单元可以获取反馈信号并根据该反馈信号产生第一补偿信号。同时，通过将第一补偿信号传输至第二控制单元，第二控制单元可以根据该第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号，并经半桥驱动电路驱动功率变换器的桥臂，从而有效提高了电流控制精度。同时，本发明的控制电路可以和传统的半桥工艺兼容，工艺平台简单，降低了工艺难度及生产成本。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是一种现有的功率变换器的电路结构示意图；
图2是本发明一实施例的一种功率变换器的电路结构示意图；
图3是本发明一实施例的一种功率变换器的控制电路的电路结构示意图；
图4是本发明一实施例的一种功率变换器的信号波形示意图；
图5是本发明一实施例的一种控制方法的流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
本发明的以下实施例提出一种功率变换器的控制电路，该控制电路可以在兼容传统半桥驱动技术的前提下，提高电流控制精度。
图2是本发明一实施例的一种功率变换器的电路结构示意图。图3是本发明一实施例的一种功率变换器的控制电路的电路结构示意图。下面结合图2和图3对该控制电路的结构进行说明。可以理解的是，下面所进行的描述仅仅示例性的，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神的情况下，进行各种变化。
参考图2所示，功率变换器2包括第一整流电路10、电荷泵电路11、谐振电路12、控制电路20、桥臂13、电流采样电路、变压器T1、第二整流电路14和输出电容Co。
第一整流电路10连接在交流电源AC和电荷泵电路11之间，用于对交流输入电压进行整流以得到直流输入电压，并输出至电荷泵电路11。
电荷泵电路11通过谐振电路12与变压器T1原边绕组Np的异名端连接，电荷泵电路11和谐振电路12两者结合共同实现功率因数的校正。
电流采样电路连接在变压器T1原边绕组Np的同名端和桥臂13的中点之间，用于对谐振电流进行采样获得反馈信号Vsense。优选的，电流采样电路可以是采样电阻Rcs。
桥臂13可以为一个半桥逆变电路，包括第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2。控制电路20分别与电流采样电路和桥臂13连接，用于根据反馈信号Vsense产生第一驱动信号DRH和第二驱动信号DRL，并分别用于控制第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2的导通与关断。
第二整流电路14与变压器T1副边绕组Ns连接，对副边绕组Ns的交流输出电压进行整流，经输出电容Co滤波后生成直流输出电压，给负载Load供电。
具体地，电荷泵电路11包括二极管D1、第三电容Cboost和第四电容Cbus。二极管D1的阴极连接至整流电路11的负输出端，二极管D1的阳极连接至第四电容Cbus的第二端，作为功率变换器2的地。第三电容Cboost并联连接在第一整流电路10的正输出端和负输出端之间。第四电容Cbus的第一端连接至第一整流电路10的正输出端，并与第一功率开关管Q1的第一功率端连接。第一功率开关管Q1的第二功率端与第二功率开关管Q2的第一功率端连接，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2之间的中间节点为桥臂13的中点，第二功率开关管Q2的第二功率端接地。
谐振电路12包括第二电容Cr和电感Lr。其中，第二电容Cr和电感Lr串联连接在二极管D1的阴极和变压器T1原边绕组Np的异名端之间。容易理解，电荷泵电路11和谐振电路12的组合只是实现功率因数校正的一种实施方法，其他能够实现上述作用的电路结构均可应用于本实施例中。
控制电路20包括第一控制单元201和第二控制单元202。其中，第一控制单元201以桥臂13的中点为第一参考地COM1，以便于获取反馈信号Vsense。优选地，反馈信号Vsense用于表征功率变换器2的谐振电流。第一控制单元201配置为根据反馈信号Vsense产生第一补偿信号Vcomp1。第二控制单元202以桥臂13的接地端为第二参考地COM2，且配置为根据第一补偿信号Vsense分别产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。其中，第一控制信号VGH用于控制第一功率开关管Q1，第二控制信号VGL用于控制第二功率开关管Q2。
应当理解，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2可以包括但不限于金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)、双极性晶体管(BJT)以及绝缘栅型晶体管(IGBT)等电控开关元件。
在一些实施例中，控制电路20还包括半桥驱动电路203。半桥驱动电路203配置为根据第一控制信号VGH产生第一驱动信号DRH以及根据第二控制信号VGL产生第二驱动信号DRL。其中，第一驱动信号DRH以第一参考地COM1为参考地，用于控制第一功率开关管Q1的导通与关断，第二驱动信号DRL以第二参考地COM2为参考地，用于控制第二功率开关管Q2的导通与关断。
具体地，当第一控制信号VGH有效时，第一驱动信号DRH有效，第一功率开关管Q1导通；当第一控制信号VGH无效时，第一驱动信号DRH无效，第一功率开关管Q1关断。当第二控制信号VGL有效时，第二驱动信号DRL有效，第二功率开关管Q2导通；当第二控制信号VGL无效时，第二驱动信号DRL无效，第二功率开关管Q2关断。
在本发明的一实施例中，第一控制单元201包括误差放大模块。误差放大模块根据反馈信号Vsense和第一参考信号Vref1生成第一补偿信号Vcomp1。其中，第一补偿信号Vcomp1以第一参考地COM1为参考地。
优选的，参考图3所示，误差放大模块可以包括误差放大器201a和跟随器201b。误差放大器201a配置为根据反馈信号Vsense和第一参考信号Vref1生成第一补偿信号Vcomp1。跟随器201b配置为跟随第一补偿信号Vcomp1输出。
在一些实施例中，第一参考信号Vref1可以用于表征功率变换器2的谐振电流的期望值，但本发明并非以此为限。
参考图3所示，在本发明的一实施例中，第二控制单元202包括信号传输电路202a和控制信号产生电路202b。信号传输电路202a配置为根据第一补偿信号Vcomp1产生第二补偿信号Vcomp2。控制信号产生电路202b配置为根据第二补偿信号Vcomp2产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。其中，第二补偿信号Vcomp2以第二参考地COM2为参考地。
优选的，信号传输电路202a还可以配置为在第二控制信号VGL有效时，使第二补偿信号Vcomp2跟随第一补偿信号Vcomp1，且在第二控制信号VGL无效时，使第二补偿信号Vcomp2保持在第二控制信号VGL由有效变为无效前一刻的第一补偿信号Vcomp1。
在本发明的一实施例中，信号传输电路202a包括开关S1和第一电容Chold。开关S1具有第一端、第二端和控制端。开关S1的第一端用于接收第一补偿信号Vcomp1，开关S1的控制端用于接收第二控制信号VGL。第一电容Chold的第一端连接开关S1的第二端以输出第二补偿信号Vcomp2，第一电容Chold的第二端连接第二参考地COM2。
当所述第二控制信号VGL有效时，开关S1导通，第二补偿信号Vcomp2跟随第一补偿信号Vcomp1；当第二控制信号VGL无效时，开关S1关断，第二补偿信号Vcomp2保持在第二控制信号VGL由有效变为无效前一刻的第一补偿信号Vcomp1。
示例性的，控制信号产生电路202b可以通过PWM(脉冲宽度调制)调制方法生成第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。在另一些示例中，还可以采用PFM(Pulse frequencymodulation，脉冲频率调制)等调制方法。应当理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要对控制信号产生电路202b的具体调制方法进行选择，本发明并非以此为限。
图4是本发明一实施例的一种功率变换器的信号波形示意图。参考图4所示，对于图2所示的功率变换器2，第一控制信号VGH、第二控制信号VGL、第一驱动信号DRH以及第二驱动信号DRL均为高电平有效，低电平无效。第一控制信号VGH与第一驱动信号DRH完全同步，第二控制信号VGL与第二驱动信号DRL完全同步。
继续参考图4所示，在时间t0和t1之间，第二控制信号VGL有效，第二补偿信号Vcomp2完全跟随第一补偿信号Vcomp1。在时间t1和t2之间，第二控制信号VGL无效，第二补偿信号Vcomp2保持在第二控制信号VGL由有效变为无效前一刻的第一补偿信号Vcomp1。
本发明的控制电路20通过将第一控制单元201设置为以功率变换器2的桥臂13的中点为第一参考地COM1，第一控制单元201可以获取反馈信号Vsense并根据该反馈信号Vsense产生第一补偿信号Vcomp1。同时，通过将第一补偿信号Vcomp1传输至第二控制单元202，第二控制单元202可以根据该第一补偿信号Vcomp1分别产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL，并经半桥驱动电路203驱动功率变换器2的桥臂13，从而有效提高了电流控制精度。
应当注意的是，本领域技术人员可以根据实际需要对功率变换器2的具体结构做出适当的调整，本发明并非以此为限。
本发明的以上实施例提供了一种功率变换器及其控制电路，该控制电路可以在兼容传统半桥驱动技术的前提下，提高电流控制精度。
本发明的另一方面提出一种功率变换器的控制方法，该控制方法可以提高功率变换器的电流控制精度。
图5是本发明一实施例的一种控制方法的流程图。下面结合图2、图3和图5对该控制方法的步骤进行说明。可以理解的是，下面所进行的描述仅仅示例性的，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神的情况下，进行各种变化。
参考图2所示，功率变换器2包括第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2串联组成桥臂13。上述控制方法包括以下步骤：
步骤S100，根据反馈信号产生第一补偿信号。
参考图2所示，根据反馈信号Vsense产生第一补偿信号Vcomp1。其中，第一补偿信号Vsense以桥臂13的中点为第一参考地COM1。
优选地，反馈信号Vsense可以用于表征功率变换器2的谐振电流。
参考图3所示，在本发明的一实施例中，第一控制单元201包括误差放大器201a和跟随器201b。误差放大器201a配置为根据反馈信号Vsense和第一参考信号Vref1生成第一补偿信号Vcomp1。跟随器201b配置为跟随第一补偿信号Vcomp1输出。
在一些实施例中，第一参考信号Vref1可以用于表征功率变换器2的谐振电流的期望值，但本发明并非以此为限。
步骤S200中，根据第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号。
参考图2所示，根据第一补偿信号Vsense分别产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。其中，第一控制信号VGH和第二控制信号VGL以桥臂13的接地端为第二参考地COM2。
在本发明的一实施例中，上述控制方法还包括：根据第一补偿信号Vcomp1产生第二补偿信号Vcomp2，以及根据第二补偿信号Vcomp2产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。其中，第二补偿信号Vcomp2以桥臂13的接地端为第二参考地COM2。
示例性的，参考图3所示，第二控制单元202包括信号传输电路202a和控制信号产生电路202b。信号传输电路202a配置为根据第一补偿信号Vcomp1产生第二补偿信号Vcomp2。控制信号产生电路202b配置为根据第二补偿信号Vcomp2产生第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。其中，第二补偿信号Vcomp2以桥臂13的接地端为第二参考地COM2。
在本发明的一实施例中，在第二控制信号VGL有效时，第二补偿信号Vcomp2跟随第一补偿信号Vcomp1；在第二控制信号VGL无效时，第二补偿信号Vcomp2保持在第二控制信号VGL由有效变为无效前一刻的第一补偿信号Vcomp1。
示例性的，参考图3所示，信号传输电路202a还可以配置为在第二控制信号VGL有效时，使第二补偿信号Vcomp2跟随第一补偿信号Vcomp1，且在第二控制信号VGL无效时，使第二补偿信号Vcomp2保持在第二控制信号VGL由有效变为无效前一刻的第一补偿信号Vcomp1。
控制信号产生电路202b可以通过PWM或PFM等调制方法生成第一控制信号VGH和第二控制信号VGL。应当理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要对控制信号产生电路202b的具体调制方法进行选择，本发明并非以此为限。
步骤S300，根据第一控制信号控制第一功率开关管且根据第二控制信号控制第二功率开关管。
参考图2所示，根据第一控制信号VGH控制第一功率开关管Q1，根据第二控制信号VGL控制第一功率开关管Q2。
在本发明的一实施例中，上述控制方法还包括：根据第一控制信号VGH产生第一驱动信号DRH；以及根据第二控制信号VGL产生第二驱动信号DRL。第一驱动信号DRH用于控制第一功率开关管Q1的导通与关断，第二驱动信号DRL用于控制第二功率开关管Q2的导通与关断。
其中，当第一控制信号VGH有效时，第一驱动信号DRH有效，第一功率开关管Q1导通；当第一控制信号VGH无效时，第一驱动信号DRH无效，第一功率开关管Q1关断；当第二控制信号VGL有效时，第二驱动信号DRL有效，第二功率开关管Q2导通；当第二控制信号VGL无效时，第二驱动信号DRL无效，第二功率开关管Q2关断。
示例性的，参考图3所示，控制电路20还包括半桥驱动电路203。半桥驱动电路203配置为根据第一控制信号VGH产生第一驱动信号DRH以及根据第二控制信号VGL产生第二驱动信号DRL。其中，第一驱动信号DRH用于控制第一功率开关管Q1的导通与关断，第二驱动信号DRL用于控制第二功率开关管Q2的导通与关断。
以上使用了图5所示的流程图来说明根据本申请的实施例的控制方法所执行的步骤/操作。应当理解的是，这些步骤/操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤/操作。同时，或将其他步骤/操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步步骤/操作。
应当注意，上述控制方法可以在例如图2所示的功率变换器2或其变化例中实施。然而，本领域技术人员可以根据实际需要对功率变换器2的具体结构及布置方式做出相应的调整，本发明并非以此为限。
本实施例的控制方法的其他实施细节可参考图2至图4所描述的实施例，在此不再展开。本领域技术人员可以根据实际需要对该控制方法的具体操作步骤的优先顺序做出适当的调整，本发明并非以此为限。
本发明的以上实施例提供了一种功率变换器的控制方法，该控制方法可以提高功率变换器的电流控制精度。
可以理解，尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价的任意组合。
应该理解，上文所描述的实施例仅是示意。本文描述的实施例可在硬件、软件、固件、中间件、微码或者其任意组合中实现。对于硬件实现，处理单元可以在一个或者多个特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和/或设计为执行本文所述功能的其它电子单元或者其结合内实现。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联组成桥臂，所述控制电路包括：
第一控制单元，以所述桥臂的中点为第一参考地，根据反馈信号产生第一补偿信号；以及
第二控制单元，以所述桥臂的接地端为第二参考地，根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；
其中，所述第一控制信号用于控制所述第一功率开关管，所述第二控制信号用于控制所述第二功率开关管。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：
误差放大模块，根据所述反馈信号和第一参考信号生成所述第一补偿信号，所述第一补偿信号以所述第一参考地为参考地。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第二控制单元包括：
信号传输电路，根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号，所述第二补偿信号以所述第二参考地为参考地；以及
控制信号产生电路，根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。
4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述信号传输电路在所述第二控制信号有效时，使所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号，且在所述第二控制信号无效时，使所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
5.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述信号传输电路包括：
开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端用于接收所述第一补偿信号，所述控制端用于接收所述第二控制信号；以及
第一电容，所述第一电容的第一端连接所述开关的第二端以输出所述第二补偿信号，所述第一电容的第二端连接所述第二参考地。
6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括半桥驱动电路，根据所述第一控制信号产生第一驱动信号以及根据所述第二控制信号产生第二驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断。
7.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
8.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
9.一种功率变换器，包括：
桥臂，包括串联的第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管之间的中间节点作为所述桥臂的中点和第一参考地，所述第二功率开关管的第二功率端与所述功率变换器的地连接，所述功率变换器的地为第二参考地；
控制电路，包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元以所述第一参考地为参考地，根据反馈信号产生第一补偿信号；所述第二控制单元以所述第二参考地为参考地，根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；以及
谐振电路，包括串联的第二电容和电感；
其中，所述第一控制信号用于控制所述第一功率开关管，所述第二控制信号用于控制所述第二功率开关管。
10.如权利要求9所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括：
第一整流电路，所述第一整流电路的输出正端连接所述第一功率开关管的第一功率端，所述第一整流电路的输出负端连接所述第二电容，所述第一整流电路适于连接交流电源；
变压器，包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的同名端连接所述控制电路的第一控制单元，所述原边绕组的异名端连接所述电感；
电流采样电路，连接在所述第一参考地和所述原边绕组的同名端之间；
第二整流电路，连接在所述副边绕组的同名端和异名端之间；以及
输出电容，所述输出电容的第一端和第二端分别连接所述第二整流电路的输出正端和输出负端，所述输出电容适于连接负载。
11.如权利要求10所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：
二极管，所述二极管的阳极连接所述第二参考地，所述二极管的阴极连接所述第一整流电路的输出负端；
第三电容，连接在所述第一整流电路的输出正端和输出负端之间；以及
第四电容，所述第四电容的第一端连接所述第一整流电路的输出正端，所述第四电容的第二端连接所述二极管的阳极；
其中，所述电荷泵电路与所述谐振电路用于功率因素校正。
12.如权利要求9-11任意一项所述的功率变换器，其特征在于，所述第一控制单元包括：
误差放大模块，根据所述反馈信号和第一参考信号生成所述第一补偿信号，所述第一补偿信号以所述第一参考地为参考地。
13.如权利要求9-11任意一项所述的功率变换器，其特征在于，所述第二控制单元包括：
信号传输电路，根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号，所述第二补偿信号以所述第二参考地为参考地；以及
控制信号产生电路，根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。
14.如权利要求13所述的功率变换器，其特征在于，所述信号传输电路在所述第二控制信号有效时，使所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号，且在所述第二控制信号无效时，使所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
15.如权利要求13所述的功率变换器，其特征在于，所述信号传输电路包括：
开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端用于接收所述第一补偿信号，所述控制端用于接收所述第二控制信号；以及
第一电容，所述第一电容的第一端连接所述开关的第二端以输出所述第二补偿信号，所述第一电容的第二端连接所述第二参考地。
16.如权利要求9-11任意一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路还包括半桥驱动电路，根据所述第一控制信号产生第一驱动信号以及根据所述第二控制信号产生第二驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断。
17.如权利要求16所述的功率变换器，其特征在于，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
18.如权利要求9-11任意一项所述的功率变换器，其特征在于，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
19.一种功率变换器的控制方法，所述功率变换器包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联组成桥臂，所述方法包括以下步骤：
根据反馈信号产生第一补偿信号；
根据所述第一补偿信号分别产生第一控制信号和第二控制信号；以及
根据所述第一控制信号控制所述第一功率开关管且根据所述第二控制信号控制所述第二功率开关管；
其中，所述第一补偿信号以所述桥臂的中点为第一参考地，所述第一控制信号和所述第二控制信号以所述桥臂的接地端为第二参考地。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一补偿信号产生第二补偿信号；以及
根据所述第二补偿信号分别产生所述第一控制信号和所述第二控制信号；
其中，所述第二补偿信号以所述桥臂的接地端为第二参考地。
21.如权利要求20所述的控制方法，其特征在于，在所述第二控制信号有效时，所述第二补偿信号跟随所述第一补偿信号；在所述第二控制信号无效时，所述第二补偿信号保持在所述第二控制信号由有效变为无效前一刻的第一补偿信号。
22.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；以及
根据所述第二控制信号产生第二驱动信号；
所述第一驱动信号用于控制所述第一功率开关管的导通与关断，所述第二驱动信号用于控制所述第二功率开关管的导通与关断；
其中，当所述第一控制信号有效时，所述第一驱动信号有效，所述第一功率开关管导通；当所述第一控制信号无效时，所述第一驱动信号无效，所述第一功率开关管关断；当所述第二控制信号有效时，所述第二驱动信号有效，所述第二功率开关管导通；当所述第二控制信号无效时，所述第二驱动信号无效，所述第二功率开关管关断。
23.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。
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