[发明专利]一种移相全桥变换电路及控制方法

摘要

本发明公开了一种移相全桥变换电路，包括变压器；超前桥臂，由MOS管一和MOS管二串接组成，这两个MOS管的连接点依次通过电容和谐振电感与变压器一次侧的一端连接，所述电容和谐振电感串接在一起；滞后桥臂，由MOS管三和MOS管四串接组成，这两个MOS管的连接点与变压器一次侧的另一端连接，输入的直流电压加在MOS管一和MOS管三的连接点与MOS管二和MOS管四的连接点之间；输出电路，由四个整流二极管和输出电容组成；所述输出电容的两端为输出的直流电压。本发明同时公开了移相全桥变换电路控制方法。本发明实现移相全桥变换电路的全桥软开关，降低开关损耗，提高整机效率。

主权项

一种移相全桥变换电路控制方法，其特征在于，移相全桥变换电路包括：一变压器T1；一超前桥臂，由MOS管一Q1和MOS管二Q2串接组成，这两个MOS管的连接点a依次通过电容C1和谐振电感L1与变压器T1一次侧的一端连接，所述电容C1和谐振电感L1串接在一起；一滞后桥臂，由MOS管三Q3和MOS管四Q4串接组成，这两个MOS管的连接点b与变压器T1一次侧的另一端连接；输入的直流电压Vin加在MOS管一Q1和MOS管三Q3的连接点与MOS管二Q2和MOS管四Q4的连接点之间；一输出电路，由四个整流二极管D1、D2、D3、D4和输出电容C2组成；所述输出电容C2的两端为输出的直流电压Vo；所述输出电路中，所述变压器T1二次侧的一端与整流二极管D1和整流二极管D2的连接点连接，所述变压器T1二次侧的另一端与整流二极管D3和整流二极管D4的连接点连接，所述整流二极管D1和D3的连接点与输出电容C2的一端连接，所述整流二极管D2和D4的连接点与输出电容C2的另一端连接；并且，1)变压器的一次侧为全桥结构且串接有电容和谐振电感，该全桥结构为4个MOS管组成；2)变压器的一次侧电压峰值取值为母线电压的一半；3)变压器的一次侧电压占空比小于50％；4)变压器的二次侧为二极管整流结构；将所述移相全桥变换电路的一个工作周期分为如下阶段：其中，G1、G2、G3、G4分别为MOS管一到MOS管四Q1‑Q4的外加栅极电压，iL为变压器一次侧谐振电感L1的电流,VL为该谐振电感L1的电压，VT为变压器T1一次侧的电压，Vin为输入的直流电压，Vo为输出的直流电压；T1阶段：G1和G4同时为高电平，此时Q1和Q4导通工作，变压器T1一次侧的电压VT被二次侧的电压钳位在nVo，此时加在谐振电感L1两端的电压恒定在Vin‑nVo，谐振电感L1的电流iL线性上升，变压器T1一次侧电流线性增加，同时向变压器T1的二次侧输出能量；T1阶段结束时，Q1关断，此时因谐振电感L1的电流不能变化，所以按原方向继续流动，Q2的漏源电容放电，Q1的漏源电容充电，当Q2的漏源电容放电至负压时，Q2导通，实现Q2的零电压导通，即实现ZVS，其中n为变压器原副边匝比；T2阶段:G2和G4同时为高电平，Q2和Q4导通，谐振电感L1的电流iL按原方向流动；此时谐振电感L1两端的电压VL正好和变压器T1一次侧的电压VT相等，但相对于T1阶段电压反向，谐振电感L1的电流iL从最大值线性减小为0，同时变压器T1一次侧的电压VT降为0，变压器T1二次侧的整流二极管零电流关断；T3阶段：G2和G4依旧同时为高电平，Q4和Q2同时为导通状态，此时变压器T1一次侧没有电流；T3阶段结束时，G2和G4不同时变为低电平，Q4零电压关断，间隔死区时间后Q3导通，因Q3导通时主电路有电感L1串入，而电感电流不能突变，从0线性上升，所以Q3为零电流导通，即实现ZCS；T4阶段:G2和G3同时为高电平，Q2和Q3同时导通，变压器T1一次侧的电压VT被二次侧的电压钳位在nVo，此时加在谐振电感L1两端的电压恒定在Vin‑nVo，谐振电感L1的电流iL线性上升，变压器一次侧电流线性增加，同时向变压器T1的二次侧输出能量。