[实用新型]一种时差控制电源变换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电源变换电路，特别涉及一种时差控制电源变换电路。

背景技术

在电能变换产品研发设计过程中，都是在围绕解决两个主要问题而设计，一是开关管的工作度温度（损耗和散热），二是开关管开关过程中产生的的尖峰电压，尖峰电压的产生通常主要是由开关管开通和关断期间的动态浪涌电流产生的，而这两个问题正好是一对矛盾，在正常条件下，降低开关管的温度尖峰电压将增大，升高开关管的温度尖峰电压将减小，进一步的研究实践总结能深入的了解到，一系列的问题实际上都是工作动态浪涌电流带来的。

电路工作期间的浪涌电流是否设计处理得当直接影响到产品的工作可靠性、电能的损耗、产品体积的大小、成本的高低。

目前产品的散热结构成本常常大于开关管成本的倍数，产品体积大、散热结构占用了很大的空间导致产品功率密度低、相对产品成本高，还有加上散热风扇噪声大,同时电能损耗大,EMI测试通过麻烦，相对可靠性低。

因此研究理解开关管IGBT、MOSFET的开关特性尤为重要，充分发挥利用开关管的开关特性，进一步研究电能变换控制技术，使产品工作期间的的浪涌电流和开关管的温升同时得到控制，从而降低产品电能损耗和尖峰电压、优化产品电路结构提高产品功率密度从而减小产品体积、进一步降低成本提高产品品质。

实用新型内容

本实用新型涉及一种可解决上述技术问题的时差控制电源变换电路，所述的时差控制是指电能变换电路回路中至少要有二个独立控制回路的开关管并联组成时差对工作，开关管的开通和关断控制是由时差控制集成芯片的时差对输出口，通过开关管驱动电路实现时差控制的。

在开关管的开通控制期间：时差对中的控制输出信号设计成其中一个超前开通开关管，另一个滞后开通开关管，开通控制期间，其中一个超前与另一个滞后之间的时差值要求大于30ns，（纳秒）确切的时差设定值由电源变换功率，电路的设计结构，所选开关管等器件特性相关参数而设定；

在开关管的关断控制期间：时差对中的关断控制信号对所有的开关管关断控制设计上是要求同时工作的没有时差，但实际中很难能做到所有开关管百分之百的一致关断，因此关断期间的最大时差（包括器件误差）时差值应小于20ns（纳秒）。

本实用新型所述的时差控制集成芯片可由现场可编程门阵列CPLD、FPGA或设计制造专业的集成电路实现，时差控制集成芯片的控制输出至少要有二个输出口，一个时差控制输出口和一个编程控制输出口组成，时差控制输出口至少要有一组时差对，一组时差对至少要有二个输出控制端、编程控制输出口至少要有一个或一个以上输出控制端。

时差控制集成芯片的时差控制输出口，LG1、LG2是一组时差对的二个输出端、NG1、NG2是另一组时差对的二个输出端，二组时差对的控制信号输出端分别经开关管驱动电路连接到时差对开关管Q1、Q2和时差对开关管Q3、Q4对应的控制极G1、G2和G3、G4端，时差对中的时差控制信号输出设计成使其中一个开关管超前开通，另一个开关管滞后开通形成时差控制，时差对中超前与滞后间的时差值要求大于30ns（纳秒），时差对中有多个开关管并联时差控制芯片就要有相应的多个控制输出端，多个控制输出信号端的时差，其中至少有一个时差值大于30ns（纳秒）、而时差对中所有开关管的关断控制信号设计上要求是同时工作的没有时差，但实际中很难能做到所有控制输出百分之百的一致关断，因此关断期间的最大时差（包括器件误差）时差值应小于20ns（纳秒）；编程控制输出口有一个或一个以上控制输出端，用于电路工作期间储能放电程控开关控制，LG2、NG3经开关管驱动电路连接到开关管Q5、Q6对应的控制极G5、G6端，编程控制输出口用于电路工作时的电能吸收、放电、同步续流等程控开关电路。

本实用新型中所述的时差控制输出口的时差对控制输出的二种输出工作状态（开通和关断）的描述是基于开关管的开通和开关管的关断目的状态而描述的，开关管工作在二种状态中，一种是开通状态，另一种是关断状态，常规的控制输出信号是高电平为开通控制，低电平是关断控制，除非开关管驱动电路是反向的，开关管如IGBT 、MOSFET的最终是高电平开通，低电平关断。

本实用新型所述的开关管可由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型晶体管、MOSFET（MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor）场效应管或其它可控制开关器件组成。