[发明专利]电源变换电路的控制方法以及相关电源变换电路

说明书

本申请公开了电源变换电路的控制方法以及相关电源变换电路，相关电源变换电路包括三电平开关电路和谐振电路，所述方法包括：控制三电平开关电路中所有晶体管关断，晶体管S1的体二极管、晶体管Q1的体二极管、晶体管Q2的体二极管皆基于所述谐振电路的电流续流作用导通；控制所述S1开通，以建立所述电源变换电路的第一工作状态；在所述第一工作状态持续T1时间后，控制所述Q1和所述Q2开通。实施本发明实施例，有利于降低电源变换电路中的开关损耗、导通损耗和电流切换损耗。

技术领域

本申请涉及电源技术领域，尤其涉及电源变换电路的控制方法以及相关电源变换电路。

背景技术

电源变换电路广泛应用于在一电压等级到另一电压等级电能的转换，比如在DC-DC变换中，DC-DC变换电路将源输入电压通过变压、整流、滤波等工作程序，最终输出所需的电压到负载。电源变换电路通常包括开关电路、变压器、整流以及滤波电路，为了实现有序、稳定的电源变换，通常需要对电源变换电路中的开关电路进行高频的控制操作，所以，电源变换电路的能量损耗主要来自开关电路中的开关损耗、导通损耗和电流切换损耗。然而，现在技术在实现降低开关电路的开关损耗、导通损耗和电流切换损耗之间通常不能兼得，技术整合上依然面临严峻挑战。

发明内容

本发明实施例提供了电源变换电路的控制方法以及相关电源变换电路中，以期降低电源变换电路中的开关损耗、导通损耗和电流切换损耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种电源变换电路的控制方法，其中，所述电源变换电路包括三电平开关电路、谐振电路、变压器、整流电路和滤波电路；所述三电平开关电路的三个输入端分别连接到直流电压P、参考电压UREF、直流电压N，所述三电平开关电路的输出端SM与所述谐振电路的输入端相连，所述谐振电路的输出端与所述变压器的原边绕组连接，所述变压器的副边绕组与所述整流电路的输入端相连，所述整流电路的输出端与所述滤波电路的输入端相连；

其中，所述三电平开关电路包括开关单元UC1和开关单元UC4；所述UC1的一端与所述P连接，另一端与所述UREF连接,所述UC1的输出端为X1，在所述UC1中包括连接在所述P和所述X1之间的第一开关管Q1；所述UC4的一端与所述N连接，另一端与所述UREF连接，所述UC4的输出端为X4，在所述UC4中包括连接在所述直流电压N和所述X4之间的第一开关管Q4；所述三电平开关电路还包括,连接在所述X1和所述SM之间的第二开关管Q2，连接在所述X4和所述SM之间的第二开关管Q3；以及，连接在所述P和所述SM之间的第三开关管S1，连接在所述N和所述SM之间的第三开关管S2；其中，所述Q1、Q2、Q3、Q4、S1、S2均包括晶体管，且每个所述晶体管并联体二极管，所述体二极管的方向设置为在其并联的晶体管被反向偏置时导通。

实际工作中，各个开关管Q1、Q2、Q3、Q4、S1、S2受到控制单元的有序控制，通过控制不同开关管的开通与断开，使得输出不同的大小和方向的交流电压VS和电流IS。

在本发明实施例对电源变换电路的控制过程中，包括了三电平开关电路工作于脉宽调制信号的正半周部分和工作于脉宽调制信号负半周部分，下面重点从所述三电平开关电路工作于脉宽调制信号的正半周角度来描述的本发明实施例所提供的控制方法。

当所述三电平开关电路工作于脉宽调制信号的正半周时，所述方法包括以下步骤：控制所有所述晶体管关断，所述S1的体二极管、所述Q1的体二极管、所述Q2的体二极管皆基于所述谐振电路的电流续流作用导通；控制所述S1开通，以建立所述电源变换电路的第一工作状态；在所述第一工作状态持续T1时间后，控制所述Q1和所述Q2开通。

其中，本发明实施例中，S1、S2具有低导通损耗的性质，Q1、Q2、Q3、Q4具有低关断损耗的性质。