br>[0064]从而，可以针对使用电容自举的具有高侧栅极驱动能力的LLC谐振转换器使用商用控制IC容易地实现图5、6、8和9中所示的谐振转换器，其示例如图12或上述示例所示。因为LLC谐振转换器的商用控制IC仅可以用频率调制模式操作，所以高侧开关Ql和低侧开关Q2的占空比不直接可控。然而，通过以下方式可以容易地实现低侧控制:添加外部电路，以选择性地滤掉包括在由控制IC输出的低侧栅极驱动信号中的每个脉冲的一部分，以提供低侧栅极驱动信号Vgs2。高侧PWM控制难以用LLC谐振转换器的商用控制IC实现，原因在于应当考虑生成高侧栅极驱动信号的电路和提供脉冲空白(即，对低侧栅极驱动信号Vgs2中的电压脉冲的每部分过滤或置零)的电路之间的隔离。具体地，可能需要庞大的脉冲变压器。因此，当使用LLC谐振转换器的商用控制IC时，低侧PWM控制提供在谐振转换器中的软启动的更容易的实施方式。
[0065]泄放电阻器R在于高侧开关Ql或高侧谐振电容器Cl并联时，可以对高侧谐振电容器Cl预充电，使在谐振转换器启动之前高侧谐振电容器Cl两端的电压接近O。当在启动时以完全占空比导通高侧开关Ql时，因为由高侧谐振电容器Cl上的小初始电压导致谐振电感器Lrt、Lre上的电压较小，所以没有生成大的涌入电流尖峰。低侧PWM控制可以实现与上述高侧PWM控制的性能类似的软启动性能。因此，通过在谐振转换器启动之前合适地设置初始条件，可以避免涌入电流。
[0066]对于使用自举电容的高侧栅极驱动，低侧开关Q2优选地在高侧开关Ql之前导通，以便为自举电容器CB预充电。这种布置将低侧谐振电容器C2充电至某种程度并将高侧谐振电容器Cl放电至某种程度。因此，在高侧开关Ql导通之前，高侧谐振电容器Cl两端的电压增加，这导致了较大的涌入电流。减小自举电容器的电容会减小由高侧谐振电容器Cl两端的电压在高侧开关Ql导通之前增加导致的涌入电流。然而，应当仔细选择自举电容器的电容，以确保栅极驱动器的可靠操作。
[0067]可以向谐振转换器添加其他设备或电路，以实现与用泄放电阻器R实现的结果相类似的结果。例如，可以使用晶体管或开关替代泄放电阻器R，以选择性地对高侧谐振电容器Cl或低侧谐振电容器C2充电或放电。例如，在启动之前，可以导通晶体管或开关，来对高侧谐振电容器Cl或低侧谐振电容器C2放电，并且然后可以关断晶体管或开关，以使转换器可以启动。
[0068]可以在上述谐振转换器中使用不对称的PWM控制，并且用与本发明的优选实施例中所描述的高侧PWM控制和低侧PWM控制相类似的方式来进行控制。图11示出了不对称的PWM控制的栅极驱动波形，包括针对高侧开关Ql的高侧栅极驱动信号Vgsl和针对低侧开关Q2的低侧栅极驱动信号Vgs2。如果高侧栅极驱动信号Vgsl初始地具有比低侧栅极驱动信号Vgs2更宽的脉冲宽度，则泄放电阻器R优选地与高侧开关Ql或高侧谐振电容器Cl并联。然而，如果低侧栅极驱动信号Vgs2初始地具有比高侧栅极驱动信号Vgsl更宽的脉冲宽度，则泄放电阻器R优选地与低侧开关Q2或低侧谐振电容器C2并联。
[0069]以上参考模拟电路描述了本公开的优选实施例。然而，还可以用数字电路来实现本发明的优选实施例。具体地，谐振转换器的控制IC可以是数字IC或模拟1C。此外，本发明的优选实施例还可以应用于任意类型的直流到直流转换器，包括LLCLL谐振转换器和LLC谐振转换器。
[0070]如果使用单个的谐振电容器替代分裂谐振电容器Cl和C2，则泄放电阻器R可以与单个谐振电容器并行放置。
[0071]应该理解的是，上述说明仅是对本发明的示意说明。本领域技术人员可以在不离开本发明的情况下推导出各种备选和修改。因此，本发明旨在包括落入所附权利要求范围内的所有备选、修改和变型。
【主权项】
1.一种使用软启动的转换器，包括: 变压器； 第一和第二开关，与所述变压器连接，以向所述变压器供电； 控制器，与第一和第二晶体管连接，并且被布置为:在所述转换器的启动期间，以可变占空比来切换所述第一开关，并以固定占空比或脉冲比所述第一开关的可变占空比的脉冲更大的可变占空比来切换所述第二开关；以及 泄放设备，被布置为通过在启动之前对所述转换器中的电容器放电，来在转换器启动之前设置所述转换器的初始条件。2.根据权利要求1所述的转换器，其中所述泄放设备与所述第二开关并联。3.根据权利要求2所述的转换器，其中: 所述第一开关是高侧开关；以及 所述第二开关是低侧开关。4.根据权利要求2所述的转换器，其中: 所述第一开关是低侧开关；以及 所述第二开关是高侧开关。5.根据权利要求1所述的转换器，还包括:串联的第一和第二电容器；其中 所述第一电容器与所述第一晶体管连接；以及 所述第二电容器与所述第二晶体管连接。6.根据权利要求5所述的转换器，其中: 所述泄放设备与所述第二电容器并联；以及 所述第二电容器是所述转换器中的在启动之前由所述泄放设备放电的电容器。7.根据权利要求6所述的转换器，其中: 所述第一开关是高侧开关； 所述第二开关是低侧开关； 所述第一电容器是高侧电容器；以及 所述第二电容器是低侧电容器。8.根据权利要求6所述的转换器，其中: 所述第一开关是低侧开关； 所述第二开关是高侧开关； 所述第一电容器是低侧电容器；以及 所述第二电容器是高侧电容器。9.根据权利要求1所述的转换器，其中所述泄放设备在启动之前将所述转换器中的电容放电至零或接近零。10.根据权利要求1所述的转换器，还包括:谐振电感器。11.根据权利要求10所述的转换器，其中所述谐振电感器是分立电感器或变压器的漏电感。12.根据权利要求1所述的转换器，其中所述泄放设备包括电阻器。13.根据权利要求1所述的转换器，其中所述泄放设备包括开关。14.根据权利要求1所述的转换器，其中所述转换器是谐振转换器。15.根据权利要求1所述的转换器，其中对所述第一开关的切换是中心对齐的、左对齐的或右对齐的。16.一种针对转换器的软启动方法，包括以下步骤: 提供包括以下部件的转换器: 变压器；以及 第一和第二开关，与所述变压器连接，以向所述变压器供电； 在所述转换器的启动之前，通过在启动之前对所述转换器中的电容器放电来设置所述转换器的初始条件；以及 在所述转换器的启动期间，以可变占空比来切换所述第一开关，并以固定占空比或脉冲比所述第一开关的可变占空比的脉冲更大的可变占空比来切换所述第二开关。17.根据权利要求16所述的软启动方法，其中:使用与所述第二开关并联的泄放设备来执行设置初始条件步骤。18.根据权利要求16所述的软启动方法，其中: 所述转换器还包括串联的第一和第二电容器； 所述第一电容器与所述第一晶体管连接； 所述第二电容器与第二晶体管连接； 使用与所述第二电容器并联的泄放设备来执行设置初始条件步骤。19.根据权利要求16所述的软启动方法，其中在启动之前将所述转换器中的电容器放电到零或接近零。20.根据权利要求16所述的软启动方法，其中所述转换器是谐振转换器。
【专利摘要】一种使用软启动的转换器，包括：变压器；第一和第二开关，与所述变压器连接，以向所述变压器供电；控制器，与第一和第二晶体管连接，并且被布置为：在所述转换器的启动期间，以可变占空比来切换所述第一开关，并以固定占空比或具有比所述第一开关的所述可变占空比的脉冲更大的脉冲的可变占空比来切换所述第二开关；以及泄放设备，被布置为通过在启动之前对所述转换器中的电容器放电，来在转换器启动之前设置所述转换器的初始条件。
【IPC分类】H02M3/28
【公开号】CN104956578
【申请号】CN201480005487
【发明人】龚冰, 贾汉吉尔·阿夫沙里安
【申请人】株式会社村田制作所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月22日
【公告号】US20150318778, WO2014116641A1