CN114337310B - 一种降低电压应力的控制方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种降低电压应力的控制方法、装置及介质，涉及控制电路技术领域。该方法包括：在控制第二开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号后，控制第一同步整流管关断，第三开关管导通，使得第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。相比于现有的控制方式中没有续流的情况，此时第二开关管导通部分的占空比小于1，第二电源的电压小于原来的同步整流管关断时的平台电压，即第一同步整流管两端的电压小于原来的同步整流管关断时的平台电压，因此该方法可以减小第一同步整流管关断时的平台电压，进而降低第一同步整流管的电压应力。

Description

一种降低电压应力的控制方法、装置及介质

技术领域

本申请涉及控制电路技术领域，特别是涉及一种降低电压应力的控制方法、装置及介质。

背景技术

随着控制电路技术领域的不断完善，隔离双向DC-DC电路也随之完善。现有的隔离双向DC-DC电路包括：第一电源V1、第二电源V2、输入电容C7、输出电容C8、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、谐振电感Lr、变压器T1、第一同步整流管Q5、第二同步整流管Q6、输出滤波电感L1。其中，第一开关管Q1中含有的第一二极管和第一电容分别为第一开关管Q1的寄生二极管和第一开关管Q1的寄生电容；第二开关管Q2中含有的第二二极管和第二电容分别为第二开关管Q2的寄生二极管和第二开关管Q2的寄生电容；第三开关管Q3中含有的第三二极管和第三电容分别为第三开关管Q3的寄生二极管和第三开关管Q3的寄生电容；第四开关管Q4中含有的第四二极管和第四电容分别为第四开关管Q4的寄生二极管和第四开关管Q4的寄生电容。第一电源V1与输入电容C7并联，输入电容C7的第一端与第一开关管Q1的发射极连接第一开关管Q1的集电极与第二开关管Q2的发射极连接，第二开关管Q2的集电极与输入电容C7的第二端连接，第一二极管和第一电容并联在第一开关管Q1的发射极与第一开关管Q1的集电极之间，第二二极管和第二电容并联在第二开关管Q2的发射极与第一开关管Q1的集电极之间，第三开关管Q3的发射极与第二开关管Q2的发射极连接，第三开关管Q3的集电极与第四开关管Q4的发射极连接，第四开关管Q4的集电极与第二开关管Q2的集电极连接，第一开关管Q1的集电极与第二开关管Q2的发射极的公共端与谐振电感Lr的第一端，谐振电感Lr的第二端与变压器T1的原边连接，变压器T1的副边与第一同步整流管Q5的集电极连接，第一同步整流管Q5的集电极与输出滤波电感L1的第一端连接，输出滤波电感L1的第二端与输出电容C8的第一端连接，输出电容C8的第二端与变压器T1的副边连接，变压器T1的副边与第二同步整流管Q6的集电极连接，第二同步整流管Q6的发射极与第一同步整流管Q5的发射极连接。其中，第一开关管Q1和第二开关管Q2位于移相全桥结构的第一桥臂，第三开关管Q3和第四开关管Q4位于移相全桥结构的第二桥臂。现有的隔离双向DC-DC控制电路可以实现功率的双向流动，因此被广泛应用于车载充电器（On BoardCharger，OBC）、充电桩以及储能电路中。现有的隔离双向DC-DC电路在应用了移相全桥的基础上，对于电路中的同步整流管进行控制，当隔离双向DC-DC电路反向运行时，通过控制同步整流管同时导通和分别单独导通的占空比进而控制输出电压。当隔离双向DC-DC电路反向运行时，同步整流管起到硬开关的作用，电压应力主要取决于同步整流管的平台电压，和漏感产生的尖峰电压，该尖峰电压为电路中变压器的副边的漏感和电路中的寄生电感在同步整流管关断时在同步整流管上产生的电压尖峰，由此增加了同步整流管的电压应力。此外由于原边侧的整流是利用MOS管的寄生二极管进行不控整流，所以整机效率较低。

鉴于上述存在的问题，寻求一种降低电压应力的控制方法是本领域技术人员竭力解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种降低电压应力的控制方法、装置及介质，用于降低电路中的电压应力。

为解决上述技术问题，本申请提供一种降低电压应力的控制方法，应用于隔离双向DC-DC电路，隔离双向DC-DC电路中第一开关管和第二开关管位于移相全桥结构的第一桥臂上，第三开关管和第四开关管位于移相全桥结构的第二桥臂上，第一桥臂相对于第二桥臂远离变压器，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管位于变压器的原边侧，第一同步整流管和第二同步整流管位于变压器的副边侧，方法包括：

在控制第二开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号；

根据第一同步整流管接收的第一低电平信号和第三开关管接收的第一高电平信号，控制第一同步整流管关断，第三开关管导通，使得第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。

优选地，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制第一开关管、第四开关管和第一同步整流管接收第二高电平信号；

根据第二高电平信号控制第一开关管、第四开关管和第一同步整流管导通，其中第一开关管和第四开关管反向导通。

优选地，根据第二高电平信号控制第一开关管、第四开关管和第一同步整流管导通之后和控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制第一开关管接收第二低电平信号；

根据第二低电平信号控制第一开关管关断，同时控制第一二极管导通，以保持变压器的原边的运行状态，其中，第一二极管为第一开关管中的二极管。

优选地，根据第二低电平信号控制第一开关管关断，同时控制第一二极管导通之后和控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制第二开关管和第二同步整流管接收第三高电平信号；

根据第三高电平信号控制第二开关管和第二同步整流管导通，同时控制第一同步整流管与第二同步整流管同时导通，以便于变压器的原边通过第二开关管和第四二极管进行续流。

优选地，根据第三高电平信号控制第二开关管和第二同步整流管导通，同时控制第一同步整流管与第二同步整流管同时导通之后，还包括：

当变压器的原边的电流方向增大时，控制第二开关管和第三开关管接收第四高电平信号；

根据第四高电平信号控制第二开关管和第三开关管反向导通。

优选地，根据第四高电平信号控制第二开关管和第三开关管反向导通之后，还包括：

当变压器的原边的电流与预设电流值相等时，控制变压器的副边给变压器的原边供电。

优选地，控制变压器的副边给变压器的原边供电之后，还包括：

控制第二开关管接收第三低电平信号；

根据第三低电平信号控制第二开关管关断。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种降低电压应力的控制装置，包括：

第一控制模块，用于在控制第二开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号；

第二控制模块，用于根据第一同步整流管接收的第一低电平信号和第三开关管接收的第一高电平信号，控制第一同步整流管关断，第三开关管导通，使得第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种降低电压应力的控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于指向计算机程序，实现降低电压应力的控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述全部降低电压应力的控制方法的步骤。

本申请所提供的一种降低电压应力的控制方法，包括：在控制第二开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号后，控制第一同步整流管关断，第三开关管导通，使得第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。

在控制第二开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，变压器的原边两端电压基本为0，电压应力主要取决于同步整流管的平台电压和漏感产生的尖峰电压。控制第一同步整流管关断，使得变压器的原边电流处于反向降低状态，且变压器的副边此时不能向变压器的原边供电，因此流过输出滤波电感的电流基本不变，且第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。相比于现有的控制方式中没有续流的情况，此时第二开关管导通部分的占空比小于1，第二电源的电压小于原来的同步整流管关断时的平台电压，即第一同步整流管两端的电压小于原来的同步整流管关断时的平台电压，因此该方法可以减小第一同步整流管关断时的平台电压，进而降低第一同步整流管的电压应力。

本申请还提供了一种降低电压应力的控制装置和计算机可读存储介质，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为隔离双向DC-DC电路图；

图2为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制方法流程图；

图3为本申请实施例提供的另一种降低电压应力的控制方法流程图；

图4为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制方法时序图；

图5为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制装置结构图；

图6为本申请实施例提供的另一种降低电压应力的控制设备结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种降低电压应力的控制方法、装置及介质，其能够降低第一同步整流管的电压应力，进而降低电路的成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

双向DC-DC电路可以实现功率的双向流动，因此被广泛应用于车载充电器、充电桩以及储能电路中。随着国家分布式电网建设的不断推进，双向DC-DC电路在分布式电网领域的应用也越来越广泛。其中，软开关技术可有效降低器件的开关损耗。因此目前高功率的产品多采用软开关的电路连接方式。移相全桥（Phase-Shifting Full-Bridge Converter，简称PSFB）就是其中之一。移相全桥的电路连接方式因控制简单、易于实现开关管的软开关作用而被广泛应用于单向隔离DC-DC电路领域。此外通过对移相全桥的电路连接方式中的同步整流管的控制实现功率的双向流动，使得移相全桥的电路连接方式被应用于双向DC-DC电路领域。

在本实施例中提及的软开关技术是指电路中用于导通和关断负载的一种方式或装置，其中，负载的导通和关断不是瞬间完成，而是由小到大逐渐完成导通和关断的过程。理想的软开关技术是电流或电压先降到零，电流或电压再缓慢上升到断态值，以此实现开关的损耗近似为零。通过在导通和关断过程前后引入谐振，使开关导通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以消除开关在导通和关断过程中电流和电压的重叠，降低电压和电流的变化率，从而大大减小甚至消除开关的损耗。

图1为隔离双向DC-DC电路图，如图1所示，隔离双向DC-DC电路中第一开关管Q1和第二开关管Q2位于移相全桥结构的第一桥臂上，第三开关管Q3和第四开关管Q4位于移相全桥结构的第二桥臂上，第一桥臂相对于第二桥臂远离变压器T1，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4位于变压器T1的原边侧，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6位于变压器T1的副边侧。

对于隔离双向DC-DC电路的控制方式主要是由数字信号处理器（Digital SignalProcessor，DSP）控制发出脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）生成的PWM波经过光耦驱动开关管。当隔离双向DC-DC电路由第一电源V1端向第二电源V2端正向运行时，第一开关管Q1和第二开关管Q2高频互补，第三开关管Q3和第四开关管Q4高频互补。第一开关管Q1和第四开关管Q4之间存在移相角，通过控制移相角的大小来控制变压器T1的副边的输出电压。当第一开关管Q1和第四开关管Q4为高电平时，第一同步整流管Q5导通，利用第一同步整流管Q5的导通沟道降低第五电容C5的导通损耗。同理，当第二开关管Q2和第三开关管Q3为高电平时，第二同步整流管Q6导通，利用第二同步整流管Q6的导通沟道降低第六电容C6的导通损耗。其中，移相角为PWM波形之间的信号时间差。

当隔离双向DC-DC电路由第二电源V2端向第一电源V1端反向运行时，变压器T1的原边侧的第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4都不导通，利用其各自开关管所对应的寄生二极管组成的移相全桥整流电路进行不控整流。当第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6都导通时，变压器T1的副边被短路，第二电源V2的电压直接加在输出滤波电感L1上，此时流经输出滤波电感L1的电流IL1逐渐增加并存储能量，变压器T1的原边侧的开关管和每个开关管所对应的寄生二极管都处于关断状态，由第一电容C1为第一电源V1充电；当第二同步整流管Q6关断，第一同步整流管Q5导通时，第二电源V2和输出滤波电感L1两端电压一起加在变压器T1的副边，变压器T1的原边的第一二极管D1和第二二极管D2导通，第二电源V2和输出滤波电感L1一起向变压器T1的原边侧传输能量。然后第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6再次同时导通进入下一个周期。通过控制第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6同时导通和分别单独导通的占空比进而控制输出电压。当隔离双向DC-DC电路由第二电源V2端向第一电源V1端反向运行时，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6都是硬开关，变压器T1的副边的漏感和回路中的寄生电感在第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6关断时都会在第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6上产生比较大的电压尖峰，增加第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6的电压应力。

本申请提供的应用于隔离双向DC-DC电路的降低电压应力的控制方法的控制逻辑如下：

图2为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制方法流程图，在图1的基础上，如图2所示，该降低电压应力的控制方法包括：

S20：在控制所述第二开关管Q2和所述第四二极管D4对所述变压器T1的原边的电流进行续流的情况下，控制所述第一同步整流管Q5接收第一低电平信号和所述第三开关管Q3接收第一高电平信号。

S21：根据所述第一同步整流管Q5接收的所述第一低电平信号和所述第三开关管Q3接收的所述第一高电平信号，控制所述第一同步整流管Q5关断，所述第三开关管Q3导通，使得所述第一同步整流管Q5两端的电压与第二电源V2的电压相等。

在控制第二开关管Q2和第四二极管D4对变压器T1的原边的电流进行续流的情况下，将第一同步整流管Q5的驱动信号置低，第三开关管Q3的驱动信号置高。此时变压器T1的原边的电流依然是通过第二开关管Q2和第四电容C4进行续流，变压器T1的原边两端电压的可以看成为0，由于在第一同步整流管Q5的关断电压应力主要取决于两部分，一部分是平台电压，另一部分是漏感产生的尖峰电压。由于在第一同步整流管Q5关断时，变压器T1的原边电流处于反向降低状态，变压器T1的副边此时也不能向原边传输能量，所以流经输出滤波电感L1的电流IL1不发生变化，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6两端的总电压Vrect等于第二电源V2的电压。第一同步整流管Q5的平台电压等于第二电源V2的电压。对于现有的控制方法，由于变压器T1的原边没有续流的情况，所以变压器T1的原边处于自由振荡阶段。在第一同步整流管Q5关断时，变压器T1的原边侧的电压基本等于第一电源V1的电压，所以第一同步整流管Q5在此状态下关断的平台电压等于（V1*Ns1）/Np。其中，V1为第一电源V1的电压，Ns1为变压器T1的侧边的第一线圈的电压，Np为变压器T1的原边的电压。根据移相全桥的传输关系式可以得出第二电压的值，V2=（V1*Ns1*D）/Np，其中，V2为第二电源V2的电压，D为第二开关管Q2和第三开关管Q3同时导通部分的占空比，因为占空比D小于1，所以V2＜（V1*Ns1）/Np，因此本实施例提供的降低电压应力的控制方法相比现有的控制方法可以减小第一同步整流管Q5关断时的平台电压，进而降低第一同步整流管Q5的电压应力。

图3为本申请实施例提供的另一种降低电压应力的控制方法流程图。在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，图4为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制方法时序图，结合图3与图4，如图3所示，在S20步骤之前，还包括：

S300：控制所述第一开关管Q1、所述第四开关管Q4和所述第一同步整流管Q5接收第二高电平信号。

S301：根据所述第二高电平信号控制所述第一开关管Q1、所述第四开关管Q4和所述第一同步整流管Q5导通。

在t0-t1时刻控制第一开关管Q1、第四开关管Q4和第一同步整流管Q5导通，即给第一开关管Q1、第四开关管Q4和第一同步整流管Q5第二高电平信号，此时在变压器T1的副边侧，输出滤波电感L1的电流IL1由第二电源V2的正极经过输出滤波电感L1、第一同步整流管Q5和变压器T1的侧边的第二线圈流入第二电源V2的负极，此时变压器T1的侧边的第二线圈两端电压为下正上负。此时变压器T1的原边电压Vp的电压极性为上正下负，电路中电流从变压器T1的原边的正极电压侧流出，经过谐振电感Lr、第一开关管Q1，第一电源V1和第四开关管Q4流入变压器T1的原边的负极电压侧。此时电路的能量从第二电源V2向第一电源V1传递，流经输出滤波电感L1电流逐渐降低。由于此阶段第一开关管Q1和第四开关管Q4反向导通，开关管的导通损耗要小于互相对应的寄生二极管的导通损耗，所以此时第一开关管Q1和第四开关管Q4处于同步整流状态。相比现有的控制方法本实施例中提供的降低电压应力的控制方法降低第一同步整流管Q5电压应力的同时该降低电压应力的控制方法还提高了整机运行效率。

在本实施例中提及的同步整流是指采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗。实现了提高隔离双向DC-DC电路的效率且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压，同时该降低电压应力的控制方法提高了整机运行效率。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，在S301步骤之后和S20步骤之前，还包括：

S302：控制所述第一开关管Q1接收第二低电平信号。

S303：根据所述第二低电平信号控制所述第一开关管Q1关断，同时控制第一二极管D1导通，以保持变压器T1的原边的运行状态。

在t1时刻控制第一开关管Q1关断，即给第一开关管Q1第二低电平信号，此时其寄生二极管，即第一二极管D1导通，变压器T1的副边的运行状态不变。变压器T1的原边的电流的流通路径由流经第一开关管Q1变化为流经第一二极管D1，此时变压器T1的原边整体运行状态未发生改变。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，在S303步骤之后和S20步骤之前，还包括：

S304：控制所述第二开关管Q2和第二同步整流管Q6接收第三高电平信号。

S305：根据所述第三高电平信号控制所述第二开关管Q2和所述第二同步整流管Q6导通，同时控制所述第一同步整流管Q5与所述第二同步整流管Q6同时导通。

在t2时刻控制第二开关管Q2和第二同步整流管Q6导通，即给第二开关管Q2和第二同步整流管Q6第三高电平信号，变压器T1的副边此时第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6同时导通，电流同时流经变压器T1的侧边的第一线圈和变压器T1的侧边的第二线圈绕组，变压器T1的副边此时处于短路状态，第二电源V2的电压直接加在输出滤波电感L1两端，流经谐振电感Lr的电流Ip逐渐增加。变压器T1的原边的第二开关管Q2导通，流经谐振电感Lr的电流Ip通过第二开关管Q2和第四二极管D4进行续流。

在控制所述第二开关管Q2和所述第四二极管D4对所述变压器T1的原边的电流进行续流的情况下，在t3时刻将第一同步整流管Q5的驱动信号置低，第三开关管Q3的驱动信号置高。此时变压器T1的原边的电流依然是通过第二开关管Q2和第四电容C4进行续流，变压器T1的原边两端电压的可以看成为0，由于在第一同步整流管Q5的关断电压应力主要取决于两部分，一部分是平台电压，另一部分是漏感产生的尖峰电压。由于在第一同步整流管Q5关断时，变压器T1的原边电流处于反向降低状态，变压器T1的副边此时也不能向原边传输能量，所以流经输出滤波电感L1的电流IL1不发生变化，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6两端的总电压Vrect等于第二电源V2的电压。第一同步整流管Q5的平台电压等于第二电源V2的电压。对于现有的控制方法，由于变压器T1的原边没有续流的情况，所以变压器T1的原边处于自由振荡阶段。在第一同步整流管Q5关断时，变压器T1的原边侧的电压基本等于第一电源V1的电压，所以第一同步整流管Q5在此状态下关断的平台电压等于（V1*Ns1）/Np。其中，V1为第一电源V1的电压，Ns1为变压器T1的侧边的第一线圈的电压，Np为变压器T1的原边的电压。根据移相全桥的传输关系式可以得出第二电压的值，V2=（V1*Ns1*D）/Np，其中，V2为第二电源V2的电压，D为第二开关管Q2和第三开关管Q3同时导通部分的占空比，因为占空比D小于1，所以V2＜（V1*Ns1）/Np，因此本实施例提供的降低电压应力的控制方法相比现有的控制方法可以减小第一同步整流管Q5关断时的平台电压，进而降低第一同步整流管Q5的电压应力。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，在S21步骤之后，还包括：

S306：当所述变压器T1的原边的电流方向增大时，控制所述第二开关管Q2和所述第三开关管Q3接收第四高电平信号；

S307：根据所述第四高电平信号控制所述第二开关管Q2和所述第三开关管Q3反向导通。

在本实施例中，在t4时刻，流经谐振电感Lr的电流Ip方向发生变化，且迅速反向增大，第二开关管Q2和第三开关管Q3反向导通，此时变压器T1的原边电压Vp等于第二电源V2的电压，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6两端的总电压Vrect等于（V1*Ns1）/Np，其中，V1为第一电源V1的电压，Ns1为变压器T1的侧边的第一线圈的电压，Np为变压器T1的原边的电压。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，在S307步骤之后，还包括：

S308：当所述变压器T1的原边的电流与预设电流值相等时，控制所述变压器T1的副边给所述变压器T1的原边供电。

在本实施例中，在t5时刻，电路中的流经谐振电感Lr的电流Ip等于(IL1*Ns2)/Np，变压器T1的副边开始向原边传输能量，流经输出滤波电感L1的电流IL1和流经谐振电感Lr的电流Ip逐渐下降。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，在S308步骤之后，还包括：

S309：控制所述第二开关管Q2接收第三低电平信号。

S310：根据所述第三低电平信号控制所述第二开关管Q2关断。

在t5-t6时刻当第二开关管Q2和第三开关管Q3反向导通时，第二开关管Q2和第三开关管Q3的导通损耗要小于第二二极管D2和第三二极管D3的导通损耗，且此时第二开关管Q2和第三开关管Q3处于同步整流阶段。在t6时刻，控制第二开关管Q2关断，隔离双向DC-DC电路开始另一半个周期的工作。需要说明的是，上述提及的开关管为MOS管。

当隔离双向DC-DC电路开始另一半个周期的工作时，该隔离双向DC-DC电路的控制方法如下：

在t6-t7时刻，控制第二开关管Q2、第三开关管Q3和第二同步整流管Q6导通，即给第二开关管Q2、第三开关管Q3和第二同步整流管Q6高电平信号，此时在变压器T1的副边侧，输出滤波电感L1的电流IL1由第二电源V2的正极经过输出滤波电感L1、第二同步整流管Q6和变压器T1的侧边的第二线圈流入第二电源V2的负极，此时变压器T1的侧边的第二线圈两端电压为下正上负。此时变压器T1的原边电压Vp的电压极性为上正下负，电路中电流从变压器T1的原边的正极电压侧流出，经过谐振电感Lr、第二开关管Q2，第一电源V1和第三开关管Q3流入变压器T1的原边的负极电压侧。此时电路的能量从第二电源V2向第一电源V1传递，流经输出滤波电感L1电流逐渐降低。由于此阶段第二开关管Q2和第三开关管Q3反向导通，开关管的导通损耗要小于互相对应的寄生二极管的导通损耗，所以此时第二开关管Q2和第三开关管Q3处于同步整流状态。相比现有的控制方法本实施例中提供的降低电压应力的控制方法降低第二同步整流管Q6电压应力的同时该降低电压应力的控制方法提高了整机运行效率。

在t7时刻控制第二开关管Q2关断，即给第二开关管Q2低电平信号，此时其寄生二极管，即第二二极管D2导通，变压器T1的副边的运行状态不变。变压器T1的原边的电流的流通路径由流经第二开关管Q2变化为流经第二二极管D2，此时变压器T1的原边整体运行状态未发生改变。

在t8时刻控制第一开关管Q1和第一同步整流管Q5导通，即给第一开关管Q1和第一同步整流管Q5高电平信号，变压器T1的副边此时第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6同时导通，电流同时流经变压器T1的侧边的第一线圈和变压器T1的侧边的第二线圈绕组，变压器T1的副边此时处于短路状态，第二电源V2的电压直接加在输出滤波电感L1两端，流经谐振电感Lr的电流Ip逐渐增加。变压器T1的原边的第一开关管Q1导通，流经谐振电感Lr的电流Ip通过第一开关管Q1和第四二极管D4进行续流。

在控制第一开关管Q1和第四二极管D4对变压器T1的原边的电流进行续流的情况下，在t9时刻将第二同步整流管Q6的驱动信号置低，第四开关管Q4的驱动信号置高。此时变压器T1的原边的电流依然是通过第一开关管Q1和第四电容C4进行续流，变压器T1的原边两端电压的可以看成为0，由于在第二同步整流管Q6的关断电压应力主要取决于两部分，一部分是平台电压，另一部分是漏感产生的尖峰电压。由于在第二同步整流管Q6关断时，变压器T1的原边电流处于反向降低状态，变压器T1的副边此时也不能向原边传输能量，所以流经输出滤波电感L1的电流IL1不发生变化，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6两端的总电压Vrect等于第二电源V2的电压。第二同步整流管Q6的平台电压等于第二电源V2的电压。对于现有的控制方法，由于变压器T1的原边没有续流的情况，所以变压器T1的原边处于自由振荡阶段。在第二同步整流管Q6关断时，变压器T1的原边侧的电压基本等于第一电源V1的电压，所以第二同步整流管Q6在此状态下关断的平台电压等于（V1*Ns1）/Np。其中，V1为第一电源V1的电压，Ns1为变压器T1的侧边的第一线圈的电压，Np为变压器T1的原边的电压。根据移相全桥的传输关系式可以得出第二电压的值，V2=（V1*Ns1*D）/Np，其中，V2为第二电源V2的电压，D为第一开关管Q1和第四开关管Q4同时导通部分的占空比，因为占空比D小于1，所以V2＜（V1*Ns1）/Np，因此本实施例提供的降低电压应力的控制方法相比现有的控制方法可以减小第二同步整流管Q6关断时的平台电压，进而降低第二同步整流管Q6的电压应力同时该降低电压应力的控制方法提高了整机运行效率。

在t10时刻，流经谐振电感Lr的电流Ip方向发生变化，且迅速反向增大，第一开关管Q1和第四开关管Q4反向导通，此时变压器T1的原边电压Vp等于第二电源V2的电压，第一同步整流管Q5和第二同步整流管Q6两端的总电压Vrect等于（V1*Ns1）/Np，其中，V1为第一电源V1的电压，Ns1为变压器T1的侧边的第一线圈的电压，Np为变压器T1的原边的电压。需要说明的是，变压器的侧边即为变压器副边。

在t10时刻至下一个周期开始的时刻的时间段中，当第一开关管Q1和第四开关管Q4反向导通时，第一开关管Q1和第四开关管Q4的导通损耗要小于第一二极管D1和第四二极管D4的导通损耗，且此时第一开关管Q1和第四开关管Q4处于同步整流阶段。相比现有的控制方法效率更高。

在下一个周期开始的时刻，控制第一开关管Q1关断，隔离双向DC-DC电路开始下一个周期的工作。

在上述实施例中，对于降低电压应力的控制方法进行了详细描述，本申请还提供降低电压应力的控制装置对应的实施例。

图5为本申请实施例提供的一种降低电压应力的控制装置结构图。如图5所示，本申请还提供了一种降低电压应力的控制装置，包括：

第一控制模块50，用于在控制第二开关管Q2和第四二极管D4对变压器T1的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管Q5接收第一低电平信号和第三开关管Q3接收第一高电平信号；

第二控制模块51，用于根据第一同步整流管Q5接收的第一低电平信号和第三开关管Q3接收的第一高电平信号，控制第一同步整流管Q5关断，第三开关管Q3导通，使得第一同步整流管Q5两端的电压与第二电源V2的电压相等。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图6为本申请实施例提供的另一种降低电压应力的控制设备结构图，如图6所示，该装置包括：

存储器60，用于存储计算机程序；

处理器61，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的降低电压应力的控制方法的步骤。

本实施例提供的降低电压应力的控制装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器61可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器61可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器61也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器61可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器61还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器60可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器60还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器60至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器61加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的降低电压应力的控制方法的相关步骤。另外，存储器60所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。

在一些实施例中，降低电压应力的控制装置还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对降低电压应力的控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的降低电压应力的控制装置，包括存储器60和处理器61，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现降低电压应力的控制方法。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种降低电压应力的控制方法、装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种降低电压应力的控制方法，其特征在于，应用于隔离双向DC-DC电路，所述隔离双向DC-DC电路中第一开关管和第二开关管位于移相全桥结构的第一桥臂上，第三开关管和第四开关管位于所述移相全桥结构的第二桥臂上，所述第一桥臂相对于所述第二桥臂远离变压器，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管位于所述变压器的原边侧，第一同步整流管和第二同步整流管位于所述变压器的副边侧，

方法包括：

在控制所述第二开关管和第四二极管对所述变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制所述第一同步整流管接收第一低电平信号和所述第三开关管接收第一高电平信号；

根据所述第一同步整流管接收的所述第一低电平信号和所述第三开关管接收的所述第一高电平信号，控制所述第一同步整流管关断，所述第三开关管导通，使得所述第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。

2.根据权利要求1所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一同步整流管接收第一低电平信号和所述第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制所述第一开关管、所述第四开关管和所述第一同步整流管接收第二高电平信号；

根据所述第二高电平信号控制所述第一开关管、所述第四开关管和所述第一同步整流管导通，其中所述第一开关管和所述第四开关管反向导通。

3.根据权利要求2所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述根据所述第二高电平信号控制所述第一开关管、所述第四开关管和所述第一同步整流管导通之后和所述控制所述第一同步整流管接收第一低电平信号和所述第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制所述第一开关管接收第二低电平信号；

根据所述第二低电平信号控制所述第一开关管关断，同时控制第一二极管导通，以保持所述变压器的原边的运行状态，其中，所述第一二极管为所述第一开关管中的二极管。

4.根据权利要求3所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述根据所述第二低电平信号控制所述第一开关管关断，同时控制第一二极管导通之后和所述控制所述第一同步整流管接收第一低电平信号和所述第三开关管接收第一高电平信号之前，还包括：

控制所述第二开关管和所述第二同步整流管接收第三高电平信号；

根据所述第三高电平信号控制所述第二开关管和所述第二同步整流管导通，同时控制所述第一同步整流管与所述第二同步整流管同时导通，以便于所述变压器的原边通过所述第二开关管和所述第四二极管进行续流。

5.根据权利要求4所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三高电平信号控制所述第二开关管和所述第二同步整流管导通，同时控制所述第一同步整流管与所述第二同步整流管同时导通之后，还包括：

当所述变压器的原边的电流方向增大时，控制所述第二开关管和所述第三开关管接收第四高电平信号；

根据所述第四高电平信号控制所述第二开关管和所述第三开关管反向导通。

6.根据权利要求5所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述根据所述第四高电平信号控制所述第二开关管和所述第三开关管反向导通之后，还包括：

当所述变压器的原边的电流与预设电流值相等时，控制所述变压器的副边给所述变压器的原边供电。

7.根据权利要求6所述的降低电压应力的控制方法，其特征在于，所述控制所述变压器的副边给所述变压器的原边供电之后，还包括：

控制所述第二开关管接收第三低电平信号；

根据所述第三低电平信号控制所述第二开关管关断。

8.一种降低电压应力的控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于在控制开关管和第四二极管对变压器的原边的电流进行续流的情况下，控制第一同步整流管接收第一低电平信号和第三开关管接收第一高电平信号；

第二控制模块，用于根据所述第一同步整流管接收的所述第一低电平信号和所述第三开关管接收的所述第一高电平信号，控制所述第一同步整流管关断，所述第三开关管导通，使得所述第一同步整流管两端的电压与第二电源的电压相等。

9.一种降低电压应力的控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的降低电压应力的控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的降低电压应力的控制方法的步骤。

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