[发明专利]一种移相全桥变压器及其控制算法

说明书

本发明提供一种移相全桥变压器及其控制算法，属于移相全桥变压器技术领域，尤其涉及一种移相全桥变压器及其控制算法，本发明，增加主控芯片选择范围，不带移相功能的MCU亦可使用；2.本发明，降低理解难度，初次使用PSFB的技术员亦可快速理解并上手操作；不增加或极少增加硬件BOM成本，所有操作软件实现，节省生产工序环节，操作使用更加可控以及简单化；本发明，不更改原有拓扑结构，仅进行处理器更换，复用原有硬件结构，减少研发试错成本。

技术领域

本发明属于移相全桥变压器技术领域，尤其涉及一种移相全桥变压器及其控制算法。

背景技术

现有大量应用中的DCDC(直流-直流)转换器使用了移相全桥(PSFB)技术。例如，在电信系统中，将一个高压直流电转换为一个较低的直流电压(通常情况下此电压接近48V)。这个拓扑结构包含一个变压器，故使用了移相全桥(PSFB)技术提供电压转换的同时也对前后级线路进行了电气隔离。

简单来说，移相全桥(PSFB)技术，就是通过前后两个桥臂上不同的相位差来实现变压器通电时间的长短，进而控制输出功率的大小和后端电压的稳定；技术上明确而实际实现上可能有部分短板。比如带有不支持移相功能PWM模块的处理器就无法使用此种控制方式；还有移相的处理解决方式上多少给人一种迷糊的感觉，让初次接触使用的技术人员短时间无法适应。

特气柜钢瓶操作的主要危险在于换瓶前管路中残留有危害性气体，因此需要对特气柜中的管路进行抽真空。

因此，发明一种移相全桥变压器及其控制算法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种移相全桥变压器及其控制算法，以解带有不支持移相功能PWM模块的处理器就无法使用此种控制方式；还有移相的处理解决方式上多少给人一种迷糊的感觉，让初次接触使用的技术人员短时间无法适应的问题。一种移相全桥变压器，包括DC-DC变换器，所述的DC-DC变换器上设置有MOSFET开关QA，QB，QC和QD；MOSFET开关QA，QB，QC和QD组成了变压器T1初级侧上的移相全桥，其中QA和QC在50%占空比切换，而且QA和QC之间的相移为180°；

所述的QD与QA同相，且只有在QA打开的过程中，选择性的打开适当的大小，其余时间全部关闭；

所述的QB与QC同相，并且只有在QC打开的过程中，选择性的打开适当的大小，其余时间全部关闭。

所述的QB和QD的打开时间相同，且打开QB和QD的数量决定了变压器T1初级侧上对角开关间的重叠量，亦即决定了传输的能量值；所述的变压器T1上设置有二极管D1和D2；所述的D1，D2提供次级侧上的二极管双整流，此时Lo和Co形成了输出滤波器。

所述的DC-DC变换器上还设置有电感器LR；所述的电感器LR帮助提供与MOSFET电容进行谐振操作的变压器泄电感，并且使ZVS变得更加容易。

所述的所述的变压器T1的两侧上有两个不同的接地G1和G2，其输入和输出在电气上是完全隔离的。

一种移相全桥变压器控制算法，此控制算法是在一个C2000微控制器上执行，该C2000微控制器位于DC-DC变换器的次级侧上；确定C2000微控制器相对于隔离边界的位置是设计一个隔离式DC-DC系统时的关键一步；

对于具有多个输出或处理很多信号并且控制次级侧上的环路或者与应用中其它系统在次级上进行通信的系统，将此控制器放置在次级侧将更有利；

驱动全桥桥臂的PWM信号间的开关QB和QD数量确定了传送给负载的能量数量，这个开关数量是受控参数；

为了稳压并将输出电压保持在要求的电平上，C2000微控制器通过控制这个开关QB和QD数量来实现DC-DC转换；