[发明专利]开关转换器

说明书

本文描述了相移全桥(PSFB)开关转换器。根据一个实施例，开关转换器包括由第一半桥和第二半桥组成的晶体管全桥。所述第一半桥包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，并且所述第二半桥包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管。开关转换器包括控制器电路，该控制器电路被配置为生成用于第一高侧晶体管的第一驱动信号、用于第一低侧晶体管的第二驱动信号、用于第二高侧晶体管的第三驱动信号和用于第二低侧晶体管的第四驱动信号。第一驱动信号和第二驱动信号是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。类似地，第三驱动信号和第四驱动信号也是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。第一和第二驱动信号相对于第三和第四驱动信号相移。此外，控制器电路被配置为生成第一驱动信号，以使得当第三驱动信号指示接通第二高侧晶体管时，第一高侧晶体管被关断，并且控制器电路被配置为生成第二驱动信号，以使得当第四驱动信号指示接通第二低侧晶体管时，第一低侧晶体管被关断。

技术领域

本公开涉及开关转换器领域，尤其涉及一种所谓的相移全桥(PSFB)转换器。

背景技术

PSFB转换器可以用于各种应用中的DC-DC转换。PSFB转换器提供电压转换以及与输入线电压的电流隔离，因为该转换器拓扑包括变压器。像其他谐振或准谐振转换器一样，PSFB转换器可以操作用于对开关通过变压器的初级电流的功率晶体管执行所谓的零电压开关(ZVS)。

但是，与其他完全谐振拓扑(LLC转换器拓扑或双有源桥(DAB)转换器拓扑)不同，PSFB转换器可能会因循环电流而产生损耗。这些循环电流无助于从变压器的初级侧到次级侧的功率传输，并且因此可能降低效率。特别是在具有宽输入和/或宽输出电压范围的应用中，循环电流和相关损耗可能对功率转换的效率产生重大影响。

发明内容

本文描述了相移全桥(PSFB)开关转换器。根据一个实施例，开关转换器包括由第一半桥和第二半桥组成的晶体管全桥。所述第一半桥包括第一高侧晶体管和第一低侧晶体管，并且所述第二半桥包括第二高侧晶体管和第二低侧晶体管。开关转换器包括控制器电路，该控制器电路被配置为生成用于第一高侧晶体管的第一驱动信号、用于第一低侧晶体管的第二驱动信号、用于第二高侧晶体管的第三驱动信号和用于第二低侧晶体管的第四驱动信号。第一驱动信号和第二驱动信号是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。类似地，第三驱动信号和第四驱动信号也是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。第一和第二驱动信号相对于第三和第四驱动信号相移。此外，控制器电路被配置为生成第一驱动信号，以使得当第三驱动信号指示接通第二高侧晶体管时，第一高侧晶体管被关断，并且控制器电路被配置为生成第二驱动信号，以使得当第四驱动信号指示接通第二低侧晶体管时，第一低侧晶体管被关断。

此外，本文描述了一种用于控制相移全桥开关转换器的方法。根据一个实施例，该方法包括生成用于开关转换器的第一高侧晶体管的第一驱动信号、用于第一低侧晶体管的第二驱动信号、用于第二高侧晶体管的第三驱动信号以及用于第二低侧晶体管的第四驱动信号。第一驱动信号和第二驱动信号是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。类似地，第三驱动信号和第四驱动信号也是周期性的，具有循环周期并且被脉宽调制，并且彼此之间具有的时间偏移等于循环周期的一半。从而，第一和第二驱动信号相对于第三和第四驱动信号相移。此外，生成第一驱动信号，以使得当第三驱动信号指示接通第二高侧晶体管时，第一高侧晶体管被关断，并且生成第二驱动信号，以使得当第四驱动信号指示接通第二低侧晶体管时，第一低侧晶体管被关断。

附图说明

参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制；相反，重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，类似的附图标记表示对应的部分。在图中：

图1示出了PSFB转换器的一个示例。