[发明专利]一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法

说明书

本发明提供了电力电子开关电源技术领域的一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法，包括：步骤S10、向原边桥臂输出占空比D不断变大的PWM驱动控制信号；步骤S20、变换器进入Buck模式，基于占空比D控制各开关管的通断，利用辅助电路对升压电感L的能量进行释放；步骤S30、当占空比D大于0.5时进入Boost模式，基于占空比D控制各开关管的通断，控制输出电压升压操作；步骤S40、获取负载电阻R两端的输出电压V1，基于输出电压V1、占空比D以及目标电压V2中断PWM驱动控制信号，进而执行启动子程序，完成变换器软起动。本发明的优点在于：基于数字控制器实现隔离升压全桥变换器的软起动，减少启动过程电感的冲击电流，进而极大的提升了电路运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子开关电源技术领域，特别指一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法。

背景技术

隔离升压(Boost)全桥变换器是一种既能实现大升压比，又能实现电气隔离的DC-DC变换拓扑，在隔离的单级功率因数校正(PFC)、双向DC/DC变换器、电动车的辅助能源系统、太阳能电池最大功率跟踪系统以及微电网储能等方面有着广阔的应用前景。与其它拓扑变换器相比，隔离升压全桥变换器具有过流和短路保护能力，因而广泛应用于开关电源等电力电子产品领域，但缺点是起动时隔离升压全桥变换器需要预先建立输出电压，才能正常工作在升压模式(Boost模式)。

图3为隔离升压全桥变换器的电路图，包括直流输入电源Vin、升压电感L、原边桥臂1、变压器漏感Llk、原边隔直电容Cb、高频变压器Tx、输出整流电路2、输出滤波电容Co以及负载电阻R；原边桥臂1包括开关管M1、开关管M2、开关管M3、开关管M4、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4；输出整流电路2包括整流二极管D5、整流二极管D6、整流二极管D7、整流二极管D8；高频变压器Tx的原边匝数为Np，副边匝数为Ns。

隔离升压全桥变换器在起动时，由于输出滤波电容Co没有电压，若直接工作在Boost模式，当控制电路的PWM驱动控制信号的占空比D工作在最大值，开关管M1至M4全部导通时，直流输入电源Vin直接加于升压电感L上，使得升压电感L的电流增大；开关管M1至M4全部关断时，由于输出电压(负载电阻R的电压)比较低，直流输入电源Vin的电压大于输出电压的高频变压器Tx的原边折算值，升压电感L中电流继续增大，即升压电感L中存储的能量不断累积，在一个开关周期内不能保持平衡，电路会不断的向升压电感L储存能量，即升压电感L无法完成磁复位；而此时的输出电压很低，经过几个开关周期后，升压电感L的能量无法释放会很快进入饱和状态，造成更大的电流尖峰冲击，继而造成直流输入电源Vin和开关管等器件的损坏。

为了将升压电感L的能量释放出去，传统上采用增加反激式绕组的辅助电路3，如图4所示。辅助电路3由与升压电感L共用一个磁芯的反激式绕组Lf、高频整流二极管Df以及高频滤波电容Cf组成；反激式绕组Lf与升压电感L的匝比为nF。反激式绕组Lf的输出端接在隔离升压全桥变换器的输出端(负载电阻R)，反激式绕组Lf的接地端与隔离升压全桥变换器的输出接地端相连接，构成输出回路，把升压电感L起动时释放不了的能量通过反激式绕组Lf释放给负载电阻R。但由于采用模拟电路实现，PWM驱动控制信号难以实现严格对称，起动时隔离升压全桥变换器也易饱和，容易造成电路故障及元器件损坏。

因此，如何提供一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法，实现隔离升压全桥变换器的软起动，进而提升电路运行的可靠性，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法，实现隔离升压全桥变换器的软起动，进而提升电路运行的可靠性。

本发明是这样实现的：一种隔离Boost全桥变换器的全数字软起动控制方法，包括如下步骤：

步骤S10、向原边桥臂输出占空比D不断变大的PWM驱动控制信号；