基于Boost全桥隔离变换器的控制方法与流程

本发明涉及一种基于boost全桥隔离变换器的控制方法。

背景技术：

boost全桥隔离变换器具有高频电气隔离，输出功率大，电压变换比高，输入电流纹波小，负载短路时可靠性高等优点，非常适合应用于有隔离要求的高压输出直流变换场合。

传统boost全桥隔离变换器的控制方法具体为：第一开关管s1和第四开关管s4时序一致，占空比为d，第二开关管s2和第三开关管s3时序一致，占空比为d，并且第一开关管s1和第二开关管s2相位相差180°，占空比0.5＜d＜1，第五开关管s0在开关管s1、开关管s2、开关管s3和开关管s4均导通时关断。这种控制方法使第五开关管s0的开关频率是第一开关管s1的2倍，对开关管的要求较高，损耗大，特别是高压大功率场合。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺点，本发明提出一种基于boost全桥隔离变换器的控制方法。本发明控制方法减小了第五开关管s0的开关频率，减小了开关管的导通时间，降低了损耗，同时避免了磁性元件单向偏磁的问题，进一步提高系统可靠性。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

本发明控制方法通过调节五个开关管的占空比和时序，对每个开关管发出驱动信号，实现开关管的动作，控制变换器的输出电压和输出功率。

本发明所基于的boost全桥隔离变换器由一个h全桥、一个不控全桥，两个支撑电容、一个高频变压器、高频电感和钳位电容及第五开关管组成。其中h全桥由第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管组成，第一开关管和第四开关管时序一致，第二开关管和第三开关管时序一致，并且，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管导通时刻相同，第五开关管占空比为d0，与第一开关管和第二开关管中占空比较小的开关管互补导通。第一开关管和第四开关管占空比为d1，第二开关管和第三开关管占空比为d2，经过t个开关周期第一开关管和第四开关管占空比变为d2，第二开关管和第三开关管占空比变为d1，再经过t个开关周期后，第一开关管和第四开关管占空比恢复为d1，第二开关管和第三开关管占空比恢复为d2。

所述的开关周期t范围为：t＞0。

所述的第五开关管的时序随着第一开关管和第二开关管占空比的变换而变化。

附图说明

图1boost全桥隔离变换器拓扑；

图2开关管逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明所基于的boost全桥隔离变换器拓扑由一个h全桥、一个不控全桥，两个支撑电容ci、co，一个高频变压器t，高频电感l1和钳位电容cc以及第五开关管s0组成。支撑电容ci与滤波电感l1相连，钳位电容cc与第五开关管s0串联，串联在一起的支撑电容ci与滤波电感l1以及串联在一起的钳位电容cc与第五开关管s0与h全桥进行并联，h全桥输出侧连接高频变压器t一侧，高频变压器t的另外一侧连接不控全桥，最后不控全桥输出侧与输出侧支撑电容co并联，搭建成现有电路拓扑。其中h全桥由4个带反并联二极管的开关管s1，s2，s3，s4组成；不控全桥由4个二极管d1，d2，d3，d4组成。

本发明控制方法通过调节五个开关管s0的占空比与时序，对每个开关发出驱动信号，实现开关管的动作，控制变换器的输出电压和输出功率。

所述开关管的逻辑如图2所示：

h全桥由第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3和第四开关管s4组成，第一开关管s1和第四开关管s4时序一致，第二开关管s2和第三开关管s3时序一致，，第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3和第四开关管s4同时导通，第五开关管s0占空比为d0，与占空比d1和占空比d2中占空比较小的开关管互补导通，0＜d0＜1。

第一开关管s1和第四开关管s4占空比为d1，并且0＜d1＜1，第二开关管s2和第三开关管s3占空比为d2，0＜d2＜1，经过t个开关周期第一开关管s1和第四开关管s4占空比变为d2，第二开关管s2和第三开关管s3占空比变为d1，再经过t个开关周期后，第一开关管s1和第四开关管s4占空比恢复为d1，第二开关管s2和第三开关管s3占空比恢复为d2，t＞0；第五开关管s0的时序随着第一开关管s1和第二开关管s2占空比的变换而变化，始终与占空比小的开关管互补导通。

和传统控制方法相比，本发明减小了第五开关管s0的开关频率，减小了开关管的导通时间，降低了损耗，避免了磁性元件单向偏磁的问题，进一步提高系统可靠性。

技术特征：

技术总结
一种基于Boost全桥隔离变换器的控制方法，第一开关管(S1)和第四开关管(S4)的占空比D1及第二开关管(S2)和第三开关管(S3)的占空比D2，0＜D1＜1，0＜D2＜1，并且D1≠D2，经过T个开关周期第一开关管(S1)和第四开关管(S4)的占空比为D2，第二开关管(S2)和第三开关管(S3)占空比为D1，再经过T个开关周期后，第一开关管(S1)和第四开关管(S4)的占空比恢复为D1，第二开关管(S2)和第三开关管(S3)的占空比恢复为D2，依次循环往复。第五开关管占空比为D0，0＜D0＜1，第五开关管(S0)的时序随第一开关管(S1)和第二开关管(S2)占空比的变换而变化，始终与占空比D1和占空比D2中占空比较小的开关管互补导通。

技术研发人员：刘润彪;王环;鞠昌斌;王一波
受保护的技术使用者：中国科学院电工研究所
技术研发日：2017.06.27
技术公布日：2017.12.15