CN113992009B - 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法 - Google Patents

一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113992009B
CN113992009B CN202111365193.7A CN202111365193A CN113992009B CN 113992009 B CN113992009 B CN 113992009B CN 202111365193 A CN202111365193 A CN 202111365193A CN 113992009 B CN113992009 B CN 113992009B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
signal
sub
full
bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111365193.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113992009A (zh
Inventor
宋栋梁
王跃斌
崔荣明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Haowen Electronics Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Haowen Electronics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Haowen Electronics Co ltd filed Critical Shenzhen Haowen Electronics Co ltd
Priority to CN202111365193.7A priority Critical patent/CN113992009B/zh
Publication of CN113992009A publication Critical patent/CN113992009A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113992009B publication Critical patent/CN113992009B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明公开了一种宽输入范围DC/DC变换器电路和控制方法，变换器电路包括控制电路、BUCK电路、全桥电路、变压器、同步整流电路、输入电压检测，控制电路分别与BUCK电路、全桥电路、整流电路，检测输入电压并根据输入电压大小，输出控制信号，分别用于控制BUCK电路中开关管的导通或截止、全桥电路中开关管的导通或截止、整流电路中开关管的导通或截止；全桥电路的输入端连接BUCK电路的输出端，其输出连接变压器的原边端，变压器副边连接同步整流电路。在高输入电压区域，前级降压，后级全桥同步整流，以降压隔离方式工作；在低输入电压区域，前级不降压，前后级合并工作在升压隔离方式，拓展了变换器的输入电压范围。

Description

一种宽输入范围DC/DC变换器电路和控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种宽输入范围DC/DC变换器电路和控制方法。
背景技术
DC/DC变换器的转换效率和输入电压范围有很大关系，输入范围越窄，效率可以设计的越高。在很多应用场合，DC/DC变换器的输入范围一般要求为2:1，即额定高压值为额定低压值的2倍。但是也有一些应用场合，需要更宽的输入电压范围，比如4:1甚至8:1。在2:1输入应用场合，一般采用一级转换拓扑即可。对于更宽范围的应用场合，一级转换拓扑由于要维持额定低压输入下正常输出，需要牺牲变压器的匝比，来满足宽范围的输入，而这会增加副边开关的应力，降低转换器的转换效率。
为了应对宽范围的输入，提出了两级级联转换拓扑，如图1所示，包括前级稳压、后级隔离、控制电路，控制电路采样输出电压，控制前级占空比，从而使前级输出稳定电压，后级负责电气隔离。两级级联拓扑的优势在于前后两级基本相互独立，后级副边开关管的应力和输出电压相关，和输入电压没有关系，也能获得较高的转换效率。
如图2所示，典型两级级联拓扑结果，在前级采用BUCK电路进行稳压，后级采用双绕组变压器和同步整流电路，进行电气隔离。
但随着输入电压范围的进一步拓展，前级处理的宽电压压力越来越大，级联拓扑也难以应对，因此，如何在输入电压范围较宽时，得到稳定的输出，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽输入范围DC/DC变换器电路和控制方法，前级采用BUCK电路，后级采用全桥电路和同步整流电路，在高输入电压区域，前级进行降压，后级进行全桥逆变和同步整流；在低输入电压区域，前级BUCK电路中的上管一直导通，下管一直截止，电感与后级全桥电路组成升压电路，经过变压器隔离后进行同步整流，形成BOOST隔离电路，提高变换器的输入电压范围。
第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种宽输入范围DC/DC变换器电路的控制方法，采用二级转换拓扑，前级采用降压方式，后级采用全桥同步整流方式，在高输入电压区域，前级降压，后级全桥同步整流，以降压隔离方式工作；在低输入电压区域，前级不降压，前后级合并工作在升压隔离方式。
本发明进一步设置为：前级采用BUCK方式，在高输入电压区域，前级工作在BUCK方式，全桥同步整流时的占空比为50%，形成BUCK隔离电路；在低输入电压区域， BUCK电路中的上管导通，下管截止，BUCK电路中的电感与全桥电路合并升压并同步整流，全桥电路导通占空比大于50%，同步整流导通占空比小于50%，形成BOOST隔离电路。
第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种宽输入范围DC/DC变换器电路，包括控制电路、BUCK电路、全桥电路、变压器、同步整流电路、输入电压检测，控制电路分别与BUCK电路、全桥电路、整流电路，检测输入电压并根据输入电压大小，输出控制信号，分别用于控制BUCK电路中开关管的导通或截止、全桥电路中开关管的导通或截止、整流电路中开关管的导通或截止；全桥电路的输入端连接BUCK电路的输出端，其输出连接变压器的原边端，变压器副边连接同步整流电路。
本发明进一步设置为：变压器副边包括二个绕组，同步整流电路分别对二个副边绕组进行同步整流。
本发明进一步设置为：在高输入电压区域，控制电路控制BUCK电路工作在降压模式，全桥电路、变压器、整流电路工作在全桥同步整流隔离模式，在低输入电压区域，控制电路控制BUCK电路的上管导通，下管截止，BUCK电路中的电感与全桥电路工作在升压模式，同步整流电路进行同步整流。
本发明进一步设置为：在高输入电压区域， BUCK控制信号控制BUCK电路工作于降压模式，全桥控制信号的占空比为50%，BUCK控制信号频率是全桥控制信号频率的整数倍，同步整流控制信号与全桥控制信号异步。
本发明进一步设置为：在低输入电压区域，BUCK控制信号控制BUCK电路的上管导通，下管截止，全桥控制信号的占空比大于50%，同步整流控制信号的占空比小于50%，并与全桥控制信号异步。
本发明进一步设置为：控制电路包括相互连接的主控电路、逻辑电路，主控电路用于产生占空比等于50%的第一信号和占空比可调的第二信号，第一信号和第二信号频率相同；第一信号包括第一子信号和第二子信号，第一子信号和第二子信号的相位相反；第二信号包括占空比相同的第三子信号和第四子信号，第一子信号与第三子信号相位相同，第二子信号与第四子信号相位相同，逻辑电路用于对第一信号与第二信号进行逻辑运算，得到控制信号。
本发明进一步设置为：主控电路包括相互连接的主控信号产生电路、PWM信号产生电路，主控信号产生电路用于产生频率相同的第一信号和同步信号，PWM信号产生电路根据同步信号与误差信号，产生第二信号。
本发明进一步设置为：PWM信号产生电路包括第一PWM信号产生电路、第二PWM信号产生电路，同步信号包括相位相反的二个子同步信号，第一PWM信号产生电路根据第一子同步信号与误差信号产生第三子信号，第二PWM信号产生电路根据第二子同步信号与误差信号产生第四子信号。
本发明进一步设置为：逻辑电路包括或运算与反相运算，用于对第三子信号、第四子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制BUSK电路中的开关管；对第一子信号、第三子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制全桥电路的一个桥臂上的开关管、对应同步整流电路中的第一同步整流开关管；对第二子信号、第四子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制全桥电路的另一个桥臂上的开关管、对应同步整流电路中的第二同步整流开关管。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
1.本申请本申请通过设置全桥电路，在低输入电压区域，控制全桥电路与前级电路中的电感组成升压电路，提高隔离变压器的原边电压，保证副边输出电压的稳定，拓展了变换器的输入电压范围；
2.进一步地，本申请通过在低输入电压区域内，控制全桥电路中的各桥臂同时导通，给电感充电，提高了全桥的输出电压；
3.进一步地，本申请通过在副边采用同步整流，稳定了输出电压。
附图说明
图1是现有技术的两级拓扑方案结构示意图；
图2是现有技术的典型两级级联拓扑方案结构示意图；
图3是本申请的一个具体实施例的两级级联拓扑结构示意图；
图4是本申请的一个具体实施例的两级级联电路结构示意图；
图5是本申请的一个具体实施例的控制电路结构示意图；
图6是本申请的一个具体实施例的降压模式下的时序示意图；
图7是本申请的一个具体实施例的升压模式下的时序示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本申请的一种宽输入范围DC/DC变换器控制方法，采用二级转换拓扑，前级采用降压方式，后级采用全桥同步整流方式，在高输入电压区域，控制前级工作在降压模式，后级采用全桥逆变加同步整流，以降压隔离方式工作；在低输入电压区域，控制前级不进入降压模式，前级的储能电感与后级的全桥逆变电路结合，进入升压隔离模式，再进行同步整流，保证输出电压稳定。
在前级采用BUCK模式，在高输入电压区域，工作在BUCK模式，对输入电压进行降压，全桥模块中的开关管的控制信号占空比为50%，全桥同步整流工作在逆变加同步整流模式，形成BUCK隔离电路。
在低输入电压区域，BUCK电路中的上管一直处于导通状态，下管一直处于截止状态，BUCK电路中的储能电感与全桥电路合并，全桥电路导通占空比大于50%，在所有桥臂都导通时，给储能电感储能，在一对桥臂导通，另一对桥臂截止时，储能电感与电源对变压器原边充电，储能电感、全桥电路组成升压电路，同步整流对逆变后的交流电进行整流，形成BOOST隔离电路。
本申请的一种宽输入范围DC/DC变换器电路，如图3所示，包括前级BUCK电路，后级依次连接的全桥电路、变压器、同步整流电路，控制电路分别与BUCK电路、全桥电路、同步整流电路连接，用于根据输入电压区域和误差信号，产生控制信号，分别用于控制BUCK电路、全桥电路、同步整流电路的工作模式，在高输入电压区域，BUCK电路工作在降压模式，全桥电路和变压器工作在逆变模式，同步整流电路对交流电进行同步整流。在低输入电压区域，BUCK电路中的上管一直处理导通状态，下管一直处于截止状态，相当于BUCK电路中只有储能电感在工作，控制全桥电路中的各桥臂导通占空比大于50%，这样在所有桥臂都导通时，给储能电感充电，在全桥中一对桥臂导通时，储能电感、输入电源同时给变压器原边充电，提高变压器原边电压，对输入电压进行了升压，经过同步整流后，得到稳定的输出电压。
在本申请的一个具体实施例中，还包括吸收电路，并联在BUCK电路的输出端，与全桥电路并联，用于吸收电路中产生的尖峰脉冲，吸收电路采用有源吸收电路，或无源吸收电路。
如图4所示，BUCK电路包括上管Q1、下管Q2和储能电感L1，全桥电路包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6四个开关管，其中第三开关管Q3、第六开关管Q6为第一对桥臂，第四开关管Q4、第五开关管Q5为第二对桥臂。
变压器包括一个原边绕组和二个副边绕组，二个副边绕组由同一个绕组从中间抽头形成，第一副边绕组的反相端与第二副边绕组的同相端是同一个引出端。
同步整流电路包括第七开关管Q7、第八开关管Q8二个开关管，第七开关管Q7设置在第一副边绕组的同相端，第八开关管Q8设置在第二副边绕组的反相端，并在同步整流电路的输出端并联电容C2用于滤波。
如图5所示，控制电路包括相互连接的主控电路、逻辑电路，主控电路用于产生占空比等于50%的第一信号和占空比可调的第二信号，第一信号和第二信号频率相同；根据输入电压大小，第二信号的占空比在小于50%与大于50%之间进行调整，在高输入电压区域，第二信号的占空比在小于50%，在低输入电压区域，第二信号的占空比在大于50%。
具体地，第一信号包括第一子信号h1和第二子信号h2，第一子信号和第二子信号的相位相反；第二信号包括占空比相同的第三子信号d1和第四子信号d2，第一子信号h1与第三子信号d1同相位，第二子信号h2与第四子信号d2同相位，逻辑电路用于对第一信号与第二信号进行逻辑运算，得到控制信号。
主控电路包括相互连接的主控信号产生电路、PWM信号产生电路，主控信号产生电路用于产生频率相同的第一信号和同步信号，PWM信号产生电路根据同步信号与误差信号，产生第二信号。
PWM信号产生电路包括第一PWM信号产生电路、第二PWM信号产生电路，第一PWM信号产生电路、第二PWM信号产生电路分别与主控信号产生电路连接。
同步信号包括相位差为180度的二个子同步信号，第一PWM信号产生电路根据第一子同步信号fs1与误差信号产生第三子信号d1，第二PWM信号产生电路根据第二子同步信号fs2与误差信号产生第四子信号d2，误差信号由输出电压与设定输出电压的大小决定，在输出电压大小设定输出电压时，误差信号为正，在输出电压小于设定输出电压时，误差信号为负，误差信号的大小，决定了第二信号的占空比。
逻辑电路用于根据第一信号与第二信号，产生控制信号，分别用于控制BUCK电路、全桥电路、同步整流电路中开关管的导通或截止，从而确定电路的工作模式。
逻辑电路包括或运算与反相运算，用于对第三子信号、第四子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制BUSK电路中的二个开关管；对第一子信号、第三子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制全桥电路的一对桥臂上的开关管、对应同步整流电路中的第一同步整流开关管；对第二子信号、第四子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制全桥电路的另一对桥臂上的开关管、对应同步整流电路中的第二同步整流开关管。桥臂对上的控制信号相同，对应的同步整流信号与桥臂对上的控制信号相反。
控制电路的时钟信号CLK，在第一个时钟信号的上升沿，产生第一子信号h1和第三子信号d1，第三子信号d1根据误差信号决定占空比；在第二个时钟信号的上升沿，产生第二子信号h2和第四子信号d2，第四子信号d2根据误差信号决定占空比；在高输入电压区域，第三子信号d1的占空比、第四子信号d2的占空比小于50%。
逻辑电路对第三子信号d1、第四子信号d2进行或运算，得到控制BUCK电路中上管的第一控制信号S1，再对第一控制信号S1进行反相运算，得到控制BUCK电路中下管的第二控制信号S2。
对第三子信号d1、第一子信号h1进行或运算，得到控制全桥电路中一对桥臂上开关管的第三控制信号S3和第六控制信号S6，再对或运算结果进行反相，得到同步整流电路开关管的第七控制信号S7。
对第四子信号d2、第二子信号h2进行或运算，得到控制全桥电路中另一对桥臂上开关管的第四控制信号S4和第五控制信号S5，再对或运算结果进行反相，得到同步整流电路开关管的第八控制信号S8。
本申请的一种宽输入范围DC/DC变换器，在高输入电压区域时的控制时序，如图6所示。
第一信号是占空比为50%的方波信号，第一信号中的二个信号相位差180度。第二信号是占空比小于50%的方波信号，第二信号中的二个信号相位差也是180度，第一信号与第二信号的频率相同。
在第一个时钟的上升沿，产生第一子信号h1、第三子信号d1，第三子信号d1在半周期前结束。经过逻辑电路后，产生用于上管的第一控制信号S1、用于控制下管的第二控制信号S2, 第一控制信号S1在每半个周期内都有方波信号，第二控制信号S2是第一控制信号S1的反向，也在每半个周期内都有方波信号，二者互补。
在这种情况下，BUCK电路中的上管、下管的导通频率是第一信号频率的2倍。
控制全桥二对桥臂上开关管的信号占空比也是50%，同步整流开关管的占空比也是50%。
在高输入电压区域，BUCK电路中的上管在半周期内的部分时间导通，其余时间截止，相应地，在上管导通时下管截止，给储能电感充电，在上管截止时下管导通，储能电感放电，提供给全桥的能量就是部分输入能量，实现降压。
全桥电路和变压器对输入进行逆变隔离，然后进行同步整流，输出稳定的电压。
本申请的一种宽输入范围DC/DC变换器，在低输入电压区域时的控制时序，如图7所示。
同样地，第一信号是占空比为50%的方波信号，第一信号中的二个信号相位差180度。
第二信号是占空比大于50%的方波信号，第二信号中的二个信号相位差也是180度，第一信号与第二信号的频率相同。
在第一个时钟的上升沿，置第一控制信号S1为高电平，第二控制信号S2为低电平，控制BUCK电路中的上管一直处于导通状态，下管一直处于截止状态，这样就一直给储能电感充电。
控制全桥二对桥臂上开关管的信号占空比大于是50%，同步整流开关管的占空比小于50%，与桥臂控制信号反相。
因为全桥控制信号的占空比大于50%，也就是说，在一个周期内，有二个时间段全桥上的所有开关管都导通，如图中的t2—t21时间段和 t3—t31时间段，在全桥上的所有开关管都导通的时间段内，储能电感充电，依靠变压器的储能提供输出电压，在全桥上只有一对桥臂上的开关管导通时，如图中的t11—t2时间段和 t21—t3时间段，全桥电路和变压器对输入电压和储能电感储能同时进行逆变，增大了变压器原边上的储能，提高了变压器原边绕组的电压，从而提高了变压器的输出电压，经过同步整流后输出稳定的电压。
同步整流开关管对变压器输出的交流电进行同步整流，在全桥电路的第一对桥臂上的第三开关管Q3、第六开关管Q6导通，而第二对桥臂上的第四开关管Q4、第五开关管Q5截止时，连接在第二副边绕组反相端的第八开关管Q8导通，连接在第一副边绕组同相端的第七开关管Q8截止，对逆变交流电的负半周进行整流。
类似地，在全桥电路的第一对桥臂上的第三开关管Q3、第六开关管Q6截止，而第二对桥臂上的第四开关管Q4、第五开关管Q5导通时，连接在第二副边绕组反相端的第八开关管Q8截止，连接在第一副边绕组同相端的第七开关管Q8导通，对逆变交流电的正半周进行整流。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：包括控制电路、BUCK电路、全桥电路、变压器、同步整流电路、输入电压检测电路，控制电路分别与BUCK电路、全桥电路、同步整流电路连接，检测输入电压并根据输入电压大小，输出控制信号，分别用于控制BUCK电路中开关管的导通或截止、全桥电路中开关管的导通或截止、同步整流电路中开关管的导通或截止；全桥电路的输入端连接BUCK电路的输出端，其输出连接变压器的原边端，变压器副边连接同步整流电路；控制电路包括主控电路和逻辑电路，主控电路用于产生占空比等于50%的第一信号和占空比可调的第二信号，第一信号和第二信号频率相同；第一信号包括第一子信号和第二子信号，第一子信号和第二子信号的相位相反；第二信号包括占空比相同的第三子信号和第四子信号，第一子信号与第三子信号相位相同，第二子信号与第四子信号相位相同；逻辑电路包括或运算与反相运算，用于对第三子信号、第四子信号进行或运算，并对或运算的结果进行反相运算，用于控制BUCK电路中的开关管；对第一子信号、第三子信号进行或运算，用于控制全桥电路的第一对桥臂上的第三开关管、第六开关管，对或运算的结果进行反相运算，用于控制对应同步整流电路中的第一同步整流开关管；对第二子信号、第四子信号进行或运算，用于控制全桥电路的另一对桥臂上的第四开关管、第五开关管，对或运算的结果进行反相运算，用于控制对应同步整流电路中的第二同步整流开关管。
2.根据权利要求1所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：变压器副边包括二个绕组，同步整流电路分别对二个副边绕组进行同步整流。
3.根据权利要求1所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：在高输入电压区域，控制电路控制BUCK电路工作在降压模式，全桥电路、变压器、同步整流电路工作在全桥同步整流隔离模式，在低输入电压区域，控制电路控制BUCK电路的上管导通，下管截止，BUCK电路中的电感与全桥电路工作在升压模式，同步整流电路进行同步整流。
4.根据权利要求1所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：在高输入电压区域，BUCK控制信号控制BUCK电路工作于降压模式，全桥控制信号的占空比为50%，BUCK控制信号频率是全桥控制信号频率的整数倍，同步整流控制信号与全桥控制信号异步。
5.根据权利要求1所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：在低输入电压区域，BUCK控制信号控制BUCK电路的上管导通，下管截止，全桥控制信号的占空比大于50%，同步整流控制信号的占空比小于50%，并与全桥控制信号异步。
6.根据权利要求1所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：主控电路包括相互连接的主控信号产生电路、PWM信号产生电路，主控信号产生电路用于产生频率相同的第一信号和同步信号，PWM信号产生电路根据同步信号与误差信号，产生第二信号，误差信号由输出电压与设定输出电压的大小决定。
7.根据权利要求6所述宽输入范围DC/DC变换器电路，其特征在于：PWM信号产生电路包括第一PWM信号产生电路、第二PWM信号产生电路，同步信号包括相位相反的二个子同步信号，第一PWM信号产生电路根据第一子同步信号与误差信号产生第三子信号，第二PWM信号产生电路根据第二子同步信号与误差信号产生第四子信号。
CN202111365193.7A 2021-11-17 2021-11-17 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法 Active CN113992009B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111365193.7A CN113992009B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111365193.7A CN113992009B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113992009A CN113992009A (zh) 2022-01-28
CN113992009B true CN113992009B (zh) 2022-10-21

Family

ID=79749180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111365193.7A Active CN113992009B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113992009B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108566091A (zh) * 2018-06-15 2018-09-21 中车青岛四方车辆研究所有限公司 Dc/dc变换器及其控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5417898B2 (ja) * 2009-02-27 2014-02-19 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
CN105141134B (zh) * 2014-05-26 2019-06-14 中兴通讯股份有限公司 一种开关电源和控制该开关电源的方法
CN110492746A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 四川甘华电源科技有限公司 一种宽输入电压范围的两级变换器及其控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108566091A (zh) * 2018-06-15 2018-09-21 中车青岛四方车辆研究所有限公司 Dc/dc变换器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113992009A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cacciato et al. Soft-switching converter with HF transformer for grid-connected photovoltaic systems
CN110190751B (zh) 一种恒增益双向dc-dc谐振变换器及其控制方法
US8111528B2 (en) DC to AC inverter
CN109980978B (zh) 一种变换器及其调制方法
CN103312165A (zh) 一种高频多相交错式变换装置及控制方法
CN108736756B (zh) 一种改进型双辅助谐振极型三相软开关逆变电路
Zhang et al. A dual-inductor-connected isolated DC–DC converter with direct current control and low current harmonics
CN102074971A (zh) 一种老化测试用回馈负载节能电路及控制方法
Chewale et al. An interleaved flyback inverter for grid connected photovoltaic systems
Gao et al. A single-stage single-phase isolated AC-DC converter based on LLC resonant unit and T-type three-level unit for battery charging applications
CN108923659A (zh) 直流-直流变换器及其控制方法和控制电路、存储介质
CN113992009B (zh) 一种宽输入范围dc/dc变换器电路和控制方法
Zhu et al. Three-level switching cell for low voltage/high-current DC–DC converters
CN208401741U (zh) 直流-直流变换器
CN114337264B (zh) 升压变换电路、装置及方法
CN215580911U (zh) 一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路
CN106787860B (zh) 一种单级隔离型三相pfc变换器
Phetphimoon et al. Phase-shifted full-bridge ZVS DC-DC converter with synchronous double rectifiers for battery charging applications
Tang et al. Energy Injection ZVS Full Bridge Converter With Extended Soft-Switching Range
CN111277160A (zh) 一种六开关功率解耦电路及其控制方法
Wei et al. A Leakage Current-Free Photovoltaic Inverter and Its Control Method
CN112202356B (zh) 一种基于升压型准z源单级隔离逆变拓扑电路
Ahmed et al. Two-stage single-phase photovoltaic grid-tied micro-inverter using soft-switching techniques
Lv et al. Design of A Novel 2.5 kW Energy Storage Bidirectional Power Conversion System
Zhou et al. High performance Control Strategy for an Isolated Three-Phase Bidirectional AC/DC Converter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 518000 5th Floor, Building A5, Nanshan Zhiyuan, 1001 Xueyuan Avenue, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Shenzhen Haowen Electronics Co.,Ltd.

Address before: 518000 5th Floor, Building A5, Nanshan Zhiyuan, 1001 Xueyuan Avenue, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: HAWAN ELECTRONICS Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant