[发明专利]一种零电流开通BUCK变换系统及方法

说明书

本发明属于变换器技术领域，公开了一种零电流开通BUCK变换系统，M1和M2断开，M3为续流状态，电流由M3的S级流向D级，此时D级电压为‑1V；M1和M2同时开通，V8输入电压通过M1达到L5电感，M2导通以后M3的D级电压与L5右端电压相同为‑1V；L5电感两端施加输入V8的全部电压，L5的电流由0开始上升，M3的续流电流大小开始降低，直到M3的续流电流变成0；在VIN一定的情况下，L5的电感放电，M3实现电流的续流。输入电源模块线性连接第一功率模块和第二功率模块，第二功率模块线性连接输出电压模块。输入电流模块设有输入电源单元，输入电源单元通过高频二极管单元连接第一功率模块和第二功率模块。

技术领域

本发明属于变换器技术领域，尤其涉及一种零电流开通BUCK变换系统及方法。

背景技术

目前，BUCK电路是把输入的高压经过变换器以后转换为较低的电压输出，和线性稳压电路相比而言，BUCK电路的体积更小，效率更高，是应用最广泛的电路之一。

然而，在实际的使用过程中输入电压较高，输出电流比较大时，因其续流管的反向恢复导致上管在开通的时候其开通损耗很大，严重制了BUCK变换器的工作频率和效率。

过高的反向恢复还会带来严重的EMC问题，以及减低了整个拓扑的可靠性，除反向恢复问题外，传统BUCK还存在最小占空比问题，即当输入电压较高时，BUCK以非常小占空比工作，输出电压也很高，当系统要求输出很低电压的时候，整个变换器只能进入间歇模式，这样会导致输出电流不连续，纹波加大。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：输入电压较高，输出电流比较大时，因其续流管的反向恢复导致上管在开通的时候其开通损耗很大，严重制了BUCK变换器的工作频率和效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种零电流开通BUCK变换系统。

本发明是这样实现的，一种零电流开通BUCK变换方法包括一下步骤：

步骤一：M1和M2断开，M3为续流状态，电流由M3的S级流向D级，此时D级电压为-1V；

步骤二：M1和M2同时开通，V8输入电压通过M1达到L5电感，M2导通以后M3的D级电压与L5右端电压相同为-1V；

步骤三：L5电感两端施加输入V8的全部电压，L5的电流由0开始上升，M3的续流电流大小开始降低，直到M3的续流电流变成0；

步骤四：在VIN一定的情况下，L5的电感放电，M3实现电流的续流。

进一步，通过所述M1和M2同时开通时间D的计算L5的充电时长方法为：

(1)：计算加载在L5电感两端电压X，

X＝(VIN-VOUT)*L5/(L5+L6)，其中VIN为释放电压，VOUT为输出电压；

(2)：将VOUT在连续模式时，最大电压＝VIN*D，带入到X得到，X＝VIN*(1-D)*L5/(L5+L6)；

(3)：L5充电时的伏秒Y1＝D*VIN(1-D)*L5/(L5+L6)。

进一步，所述L5的电感放电时间计算方法具体为：L5电感释放能量的时间最长为1-D，释放电压为VIN，电感释放时的伏秒Y2＝(1-D)*VIN。

进一步，所述一种零电流开通BUCK变换系统包括：

输入电源模块；

输入电源模块线性连接第一功率模块和第二功率模块，第二功率模块线性连接输出电压模块。

进一步，所述输入电流模块设有V8，输入电源单元通过高频二极管单元连接第一功率模块和第二功率模块。