一种开关电路、方法、装置、设备及介质与流程

文档序号:33390122发布日期:2023-03-08 10:25阅读:32来源:国知局
一种开关电路、方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及电源开关技术领域,特别是涉及一种开关电路、方法、装置、设备及介质。


背景技术:

2.随着大功率dc-dc电源的广泛应用,节约能源,降低dc-dc电源中的开关损耗也是重中之重。现有的降低开关损耗的方式主要分为3种,分别为:串联谐振变换器-双桥主动(series resonant converters-dual active bridge,src-dab)、零电压开通的谐振变换器-双桥主动(llc-dab,logical linkcontrol-dual active bridge)、移相全桥谐振变换器。其一,src-dab能够实现零电流开通,零电压零电流关断,但其中寄生电容上储存的电量将在开通时被泄放,产生能量损耗,此时会产生电流尖峰,不能实现完全的零电流关断,导致开关损耗;其二,llc-dab在关断时的电流取决于反向电流的大小,此时其中的开关管作为硬关断,使得关断损耗增大,同时反向电流也会导致开通损耗,尤其在轻负载时开通损耗占比更大;其三,移相全桥电路中的开关管在关断时也作为硬开关,同样存在关断损耗;由于llc-dab和移相全桥电路的关断损耗较大,在大功率dc-dc电源中src-dab应用更加广泛,但此时无论是哪一种降低开关损耗的方式均无法完全避免开关损耗,此时,由于src-dab的广泛应用,避免由寄生电容产生的开关损耗是重中之重。
3.鉴于上述存在的问题,寻求如何避免由寄生电容产生的开关损耗是本领域技术人员竭力解决的问题。


技术实现要素:

4.本技术的目的是提供一种开关电路、方法、装置、设备及介质,用于避免由寄生电容产生的开关损耗。
5.为解决上述技术问题,本技术提供一种开关电路,应用于src-dab,包括:多个辅助桥臂、多个辅助谐振电感;
6.多个辅助桥臂分别设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧和各原桥臂的下半桥臂旁侧,多个辅助谐振电感分别设置于各原桥臂的上半桥臂和设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧对应的辅助桥臂之间,用于回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量;其中,多个辅助桥臂均设置有对应的辅助开关管,辅助桥臂的数量不等于辅助谐振电感的数量。
7.优选地,设置8个辅助桥臂,设置4个辅助谐振电感,4个辅助谐振电感分别为:第一辅助谐振电感、第二辅助谐振电感、第三辅助谐振电感、第四辅助谐振电感;且在第一辅助桥臂至第八辅助桥臂上均对应设置有第一辅助开关管至第八辅助开关管;
8.其中,第一辅助谐振电感的第一端与第一原桥臂的上半桥臂的第一开关管的第二端连接,第一辅助谐振电感的第二端与第一辅助桥臂上的第一辅助开关管的第二端连接,第二辅助谐振电感的第一端与第二原桥臂的上半桥臂的第三开关管的第二端连接,第二辅助谐振电感的第二端与第三辅助桥臂上的第三辅助开关管的第二端连接,第三辅助谐振电
感的第一端与第三原桥臂的上半桥臂的第五开关管的第二端连接,第三辅助谐振电感的第二端与第五辅助桥臂上的第五辅助开关管的第二端连接,第四辅助谐振电感的第一端与第四原桥臂的上半桥臂的第七开关管的第二端连接,第四辅助谐振电感的第二端与第七辅助桥臂上的第七辅助开关管的第二端连接。
9.优选地,在第一辅助桥臂至第八辅助桥臂上均对应设置的第一辅助开关管至第八辅助开关管的第一端分别与各原桥臂上对应的第一开关管至第八开关管的第一端连接,第一辅助开关管至第八辅助开关管的第二端分别与各原桥臂上对应的第一开关管至第八开关管的第二端连接。
10.优选地,在第一开关管至第八开关管的第一端和第二端之间和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第一端和第二端之间均设置有反并联二极管。
11.优选地,多个反并联二极管的阴极均与第一开关管至第八开关管的第一端和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第一端连接,多个反并联二极管的阳极均与第一开关管至第八开关管的第二端和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第二端连接。
12.优选地,第一辅助开关管至第八辅助开关管均为nmos管或igbt管。
13.为解决上述技术问题,本技术还提供了一种控制开关电路的方法,应用于上述开关电路,该方法包括:
14.当各原桥臂上的各开关管均工作于死区时间时,输出使得设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管处于导通状态的导通信号,其中,导通信号为高电平信号;
15.根据高电平信号控制设置于各原桥臂的上半桥臂的开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂的开关管与各辅助谐振电感形成回路,以回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量。
16.为解决上述技术问题,本技术还提供了一种控制开关电路的装置,包括:
17.输出模块,用于当各原桥臂上的各开关管均工作于死区时间时,输出使得设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管处于导通状态的导通信号,其中,导通信号为高电平信号;
18.控制模块,用于根据高电平信号控制设置于各原桥臂的上半桥臂的开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂的开关管与各辅助谐振电感形成回路,以回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量。
19.为解决上述技术问题,本技术还提供了一种控制开关电路的设备,包括:
20.存储器,用于存储计算机程序;
21.处理器,用于指向计算机程序,实现控制开关电路的方法的步骤。
22.为解决上述技术问题,本技术还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现上述全部控制开关电路的方法的步骤。
23.本技术所提供的一种开关电路,应用于src-dab,包括:多个辅助桥臂、多个辅助谐振电感。多个辅助桥臂分别设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧和各原桥臂的下半桥臂旁侧,多个辅助谐振电感分别设置于各原桥臂的上半桥臂和设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧对应的辅助桥臂之间,用于回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量;其中,多个辅
助桥臂均设置有对应的辅助开关管,辅助桥臂的数量不等于辅助谐振电感的数量。由于各辅助桥臂上的辅助开关管和各辅助谐振电感能够回收各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量,以此避免由寄生电容产生的开关损耗。
24.本技术还提供了一种控制开关电路的方法、装置、设备及介质,效果同上。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为现有的src-dab的电路结构图;
27.图2为现有的src-dab的工作波形图;
28.图3为现有的llc-dab的电路结构图;
29.图4为现有的移相全桥的电路结构图;
30.图5为本技术实施例所提供的一种开关电路的电路图;
31.图6为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的方法的流程图;
32.图7为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的装置的结构图;
33.图8为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的设备的结构图。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护范围。
35.本技术的核心是提供一种开关电路、方法、装置、设备及介质,其能够避免由寄生电容产生的开关损耗。
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
37.首先需要说明的是,图1为现有的src-dab的电路结构图,如图1所示,在src-dab电路中,第一桥臂的上半桥臂由qsd1、dsd1以及qsd1对应的寄生电容csd1构成,第一桥臂的下半桥臂由qsd2、dsd2以及qsd2对应的寄生电容csd2构成;第二桥臂的上半桥臂由qsd3、dsd3以及qsd3对应的寄生电容csd3构成,第二桥臂的下半桥臂由qsd4、dsd4以及qsd4对应的寄生电容csd4构成;第三桥臂的上半桥臂由qsd5、dsd5以及qsd5对应的寄生电容csd5构成,第三桥臂的下半桥臂由qsd6、dsd6以及qsd6对应的寄生电容csd6构成;第四桥臂的上半桥臂由qsd7、dsd7以及qsd7对应的寄生电容csd7构成,第四桥臂的下半桥臂由qsd8、dsd8以及qsd8对应的寄生电容csd8构成;且其中的二极管dsd1至dsd8的阴极均与qsd1至qsd8的第一端连接,二极管dsd1至dsd8的阳极均与qsd1至qsd8的第二端连接,qsd1至qsd8的驱动端均用于接收电压或电流信号,只要能够驱动qsd1至qsd8的信号即可;同时,crsd1的第一端与由qsd1的第二端和qsd2的第一端构成的公共端连接,crsd1的第二端与lrsd1的第一端连接,lrsd1的第二端与tsd的原边第一端连接,tsd的原边第二端与由qsd3的第二端和qsd4的
第一端构成的公共端连接;crsd2的第一端与tsd的副边第一端连接,crsd2的第二端与lrsd2的第一端连接,lrsd2的第二端与由qsd5的第二端和qsd6的第一端构成的公共端连接,tsd的副边第二端与由qsd7的第二端和qsd8的第一端构成的公共端连接;vin的正极与qsd1的第一端连接,vin的负极与qsd2的第二端连接;vout的两端分别与qsd7的第一端和qsd8的第二端连接,其中,当vout有正负极时,vout的正极与qsd7的第一端连接,vout的负极与qsd8的第二端连接;其中,lrsd1和lrsd2为谐振电感,crsd1和crsd2为谐振电容。将第一桥臂和第二桥臂组成的电路部分称为初级侧,将第三桥臂和第四桥臂组成的电路部分称为次级侧。其中dsd1至dsd8均为反并联的二极管。初级侧和次级侧的电路结构完全对称,可以实现能量(电流和/或电压)的双向流动。当vout接用电设备,则qsd1至qsd4实现vin到vout的能量传递,称为正向工作;若vout接发电设备,则qsd5-qsd8vout到vin的能量传递,称为反向工作。
38.在正向工作状态下:
39.初级侧构成有源h桥结构,其中,qsd1和qsd4同步开通和关断,qsd2和qsd3同步开通和关断,均以接近50%的占空比控制开通和关断。由于谐振电感的续流作用,可以将输入的直流电转换为交流电,进而传递到tsd的次级侧,次级侧的qsd5至qsd8均关断,但反并联的二极管dsd5至dsd8均导通,此时通过dsd5至dsd8将交流电再次转换为直流电输出。
40.当qsd1和qsd4同步开通时,电流经过qsd1和qsd4正向流过tsd,传递到次级侧,经过qsd5和qsd8旁的dsd5至dsd8整流后输出。此时,电路回路由初级侧的qsd1、qsd4、crsd1、lrsd1、tsd和次级侧的dsd5、dsd8、crsd2、lrsd2、tsd构成。
41.当qsd2和qsd3同步开通时,电流经过qsd2和qsd3反向流过tsd,传递到次级侧,经过qsd6和qsd7旁的dsd6至dsd7整流后输出。此时,电路回路由初级侧的qsd2、qsd3、crsd1、lrsd1、tsd和次级侧的dsd6、dsd7、crsd2、lrsd2、tsd构成。
42.在该电路中,crsd1、lrsd1、crsd2、lrsd2发生串联谐振,他们的串联谐振fr均相同,可以通过如下公式确定:
[0043][0044]
还需要说明的是,qsd1至qsd4的开关频率略低于谐振频率,留有一定的死区时间,此时流过tsd的电流irsd整体呈现为谐振状态,其波形近似为正弦波。
[0045]
图2为现有的src-dab的工作波形图,如图2所示,可以根据波形图毫无疑义的确定,qsd1和qsd2互补,qsd3和qsd4互补。当qsd1和qsd4开通,qsd2和qsd3关断(t0时刻)时,流过qsd1和qsd4的电流irsd为0,实现零电流开通(zero current switch,zcs);当qsd1和qsd4关断,qsd2和qsd3开通(t3时刻)时,流过qsd1和qsd4的电流irsd为0,实现零电流关断。在图2中,t3时刻至t4时刻的时间段内称为死区时间,此时电路中无电流,但由于qsd1和qsd4受到寄生电容的影响,qsd1和qsd4两端电压维持为0,qsd2和qsd3两端电压维持为vin,而在死区时间结束后(即下半个周期开始时,也是t4时刻),qsd2和qsd3导通,其上寄生电容csd2和csd3上的电压迅速从vin降为0,此时产生寄生电容泄放损耗,存在开关损耗。qsd1和qsd4开启时,相对应的t0时刻和t8时刻同理,不再赘述。
[0046]
图3为现有的llc-dab的电路结构图,llc-dab实现零电压(zerovoltage switch,zvs)开通,此时可以理解为是电流较小的硬关断。通过减小lmllc大小,增大流过lmllc的电
流ilmllc。回路中的电流和src-dab类似以正弦的波形的形式传递能量,但是叠加了ilmllc,在死区时间用ilmllc导通反并联二极管,实现零电压开通。
[0047]
在llc-dab电路中,第一桥臂的上半桥臂由qllc1、dllc1以及qllc1对应的寄生电容cllc1构成,第一桥臂的下半桥臂由qllc2、dllc2以及qllc2对应的寄生电容cllc2构成;第二桥臂的上半桥臂由qllc3、dllc3以及qllc3对应的寄生电容cllc3构成,第二桥臂的下半桥臂由qllc4、dllc4以及qllc4对应的寄生电容cllc4构成;第三桥臂的上半桥臂由qllc5、dllc5以及qllc5对应的寄生电容cllc5构成,第三桥臂的下半桥臂由qllc6、dllc6以及qllc6对应的寄生电容cllc6构成;第四桥臂的上半桥臂由qllc7、dllc7以及qllc7对应的寄生电容cllc7构成,第四桥臂的下半桥臂由qllc8、dllc8以及qllc8对应的寄生电容cllc8构成;且其中的二极管dllc1至dllc8的阴极均与qllc1至qllc8的第一端连接,二极管dllc1至dllc8的阳极均与qllc1至qllc8的第二端连接,qllc1至qllc8的驱动端均用于接收电压或电流信号,只要能够驱动qllc1至qllc8的信号即可;同时,crllc1的第一端与由qllc1的第二端和qllc2的第一端构成的公共端连接,crllc1的第二端与lrllc1的第一端连接,lrllc1的第二端与由tllc的原边第一端和lmllc的第一端构成的公共端连接,由tllc的原边第二端和lmllc的第二端构成的公共端与由qllc3的第二端和qllc4的第一端构成的公共端连接;crllc2的第一端与tllc的副边第一端连接,crllc2的第二端与lrllc2的第一端连接,lrllc2的第二端与由qllc5的第二端和qllc6的第一端构成的公共端连接,tllc的副边第二端与由qllc7的第二端和qllc8的第一端构成的公共端连接;vin的正极与qllc1的第一端连接,vin的负极与qllc2的第二端连接;vout的两端分别与qllc7的第一端和qllc8的第二端连接,其中,当vout有正负极时,vout的正极与qllc7的第一端连接,vout的负极与qllc8的第二端连接;其中,lrllc1和lrllc2为谐振电感,lmllc为励磁电感,crllc1和crllc2为谐振电容。将第一桥臂和第二桥臂组成的电路部分称为初级侧,将第三桥臂和第四桥臂组成的电路部分称为次级侧。其中dllc1至dllc8均为反并联的二极管。初级侧和次级侧的电路结构完全对称,可以实现能量(电流和/或电压)的双向流动。当vout接用电设备,则qllc1至qllc4实现vin到vout的能量传递,称为正向工作;若vout接发电设备,则qllc5-qllc8实现vout到vin的能量传递,称为反向工作。
[0048]
图4为现有的移相全桥的电路结构图。如图4所示,移相全桥的电路结构相较于前面的src-dab和llc-dab,少了谐振电容cr。其中,q1至q4与src-dab相同,但是次级侧q5至q8此时也进行开关,只是q5至q8的开关信号滞后q1至q4的开关信号一段时间。实现q1和q4开通前,通过一个反向电流,导通反并联二极管d1至d4,将q1和q4两端电压钳位至约0v,实现zvs开通,此时无电压和电流重叠区域,即无开关损耗,也无寄生电容泄放的损耗。q2和q3同理,在此处不再赘述。但,需要说明的是,在关断的时候,流过q1和q4电流达到最大值,此时起到硬关断的效果,也就意味着此时存在关断损耗。
[0049]
在移相全桥电路中,第一桥臂的上半桥臂由q1、d1以及q1对应的寄生电容c1构成,第一桥臂的下半桥臂由q2、d2以及q2对应的寄生电容c2构成;第二桥臂的上半桥臂由q3、d3以及q3对应的寄生电容c3构成,第二桥臂的下半桥臂由q4、d4以及q4对应的寄生电容c4构成;第三桥臂的上半桥臂由q5、d5以及q5对应的寄生电容c5构成,第三桥臂的下半桥臂由q6、d6以及q6对应的寄生电容c6构成;第四桥臂的上半桥臂由q7、d7以及q7对应的寄生电容c7构成,第四桥臂的下半桥臂由q8、d8以及q8对应的寄生电容c8构成;且其中的二极管d1至
d8的阴极均与q1至q8的第一端连接,二极管d1至d8的阳极均与q1至q8的第二端连接,q1至q8的驱动端均用于接收电压或电流信号,只要能够驱动q1至q8的信号即可;同时,lr的第一端与由q1的第二端和q2的第一端构成的公共端连接,lr的第二端与t的原边第一端连接,t的原边第二端与由q3的第二端和q4的第一端构成的公共端连接;t的副边第一端与由q5的第二端和q6的第一端构成的公共端连接,t的副边第二端与由q7的第二端和q8的第一端构成的公共端连接;vin的正极与q1的第一端连接,vin的负极与q2的第二端连接;vout的两端分别与q7的第一端和q8的第二端连接,其中,当vout有正负极时,vout的正极与q7的第一端连接,vout的负极与q8的第二端连接;其中,lr为谐振电感。将第一桥臂和第二桥臂组成的电路部分称为初级侧,将第三桥臂和第四桥臂组成的电路部分称为次级侧。其中d1至d8均为反并联的二极管。初级侧和次级侧的电路结构完全对称,可以实现能量(电流和/或电压)的双向流动。当vout接用电设备,则q1至q4实现vin到vout的能量传递,称为正向工作;若vout接发电设备,则q5-q8实现vout到vin的能量传递,称为反向工作。
[0050]
为了避免由寄生电容产生的开关损耗,本技术提供了一种开关电路。图5为本技术实施例所提供的一种开关电路的电路图。如图5所示,该开关电路应用于src-dab,包括:多个辅助桥臂、多个辅助谐振电感。
[0051]
多个辅助桥臂分别设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧和各原桥臂的下半桥臂旁侧,多个辅助谐振电感分别设置于各原桥臂的上半桥臂和设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧对应的辅助桥臂之间,用于回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量;其中,多个辅助桥臂均设置有对应的辅助开关管,辅助桥臂的数量不等于辅助谐振电感的数量。需要说明的是,设置8个辅助桥臂,设置4个辅助谐振电感,4个辅助谐振电感分别为:第一辅助谐振电感la1、第二辅助谐振电感la2、第三辅助谐振电感la3、第四辅助谐振电感la4;且在第一辅助桥臂至第八辅助桥臂上均对应设置有第一辅助开关管s1至第八辅助开关管s8。第一辅助谐振电感的第一端与第一原桥臂的上半桥臂的第一开关管s1的第二端连接,第一辅助谐振电感的第二端与第一辅助桥臂上的第一辅助开关管sa1的第二端连接,第二辅助谐振电感的第一端与第二原桥臂的上半桥臂的第三开关管s3的第二端连接,第二辅助谐振电感的第二端与第三辅助桥臂上的第三辅助开关管sa3的第二端连接,第三辅助谐振电感的第一端与第三原桥臂的上半桥臂的第五开关管s5的第二端连接,第三辅助谐振电感的第二端与第五辅助桥臂上的第五辅助开关管sa5的第二端连接,第四辅助谐振电感的第一端与第四原桥臂的上半桥臂的第七开关管s7的第二端连接,第四辅助谐振电感的第二端与第七辅助桥臂上的第七辅助开关管sa7的第二端连接。在第一辅助桥臂至第八辅助桥臂上均对应设置的第一辅助开关管sa1至第八辅助开关管sa8的第一端分别与各原桥臂上对应的第一开关管s1至第八开关管s8的第一端连接,第一辅助开关管sa1至第八辅助开关管sa8的第二端分别与各原桥臂上对应的第一开关管s1至第八开关管s8的第二端连接。在第一开关管至第八开关管的第一端和第二端之间和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第一端和第二端之间均设置有反并联二极管(ds1至ds8、dsa1至dsa8)。且多个反并联二极管的阴极均与第一开关管至第八开关管的第一端和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第一端连接,多个反并联二极管的阳极均与第一开关管至第八开关管的第二端和第一辅助开关管至第八辅助开关管的第二端连接,第一辅助开关管至第八辅助开关管均为nmos管或igbt管,其中,反并联二极管是nmos管或igbt管的寄生体二极管,当然对于一种更优化的开关电路来说,也
可以将反并联二极管实体化。在本实施例中,对于反并联二极管是否实体化不作限定,各根据具体实施场景确定其实施方式。
[0052]
在上述实施例的基础上,本技术还提供控制开关电路的方法对应的实施例。图6为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的方法的流程图。如图6所示,该方法应用于上述开关电路,包括:
[0053]
s60:当各原桥臂上的各开关管均工作于死区时间时,输出使得设置于各原桥臂的上半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管处于导通状态的导通信号。
[0054]
其中,导通信号为高电平信号,形如“1”。
[0055]
s61:根据高电平信号控制设置于各原桥臂的上半桥臂的开关管和设置于各原桥臂的下半桥臂的开关管与各辅助谐振电感形成回路。
[0056]
需要进一步说明的是,在死区时间内,并不是各辅助开关管全都打开,只有一个桥臂的上桥臂的辅助开关管和另一个桥臂的下桥臂的辅助开关管打开。例如:第一原桥臂的上半桥臂的s1和第二原桥臂的下半桥臂的s4打开前的死区,s1旁侧的辅助开关管sa1和s4旁侧的辅助开关管sa4打开,即每个死区内只有两个辅助开关管打开,s1和s4打开前的死区,回收s1、s4寄生电容的电量;s2和s3打开前的死区,回收s2、s3寄生电容的电量。此时能够实现回收位于各原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量。
[0057]
此外,还需要说明的是,在死区时间内工作时(对应图2的t3时刻至t4时刻,也适用于图2的t7时刻至t8时刻),还需要以下几个模态:
[0058]
以vin=900v,vout=900v为例,
[0059]
模态一:由于上一个阶段s1、s4保持关断,s2、s3保持开通,因此进入死区时s1、s4两端电压等于电源电压vin=900v,s2、s3两端电压0v。变压器无电流流过,忽略励磁电流,次级侧无能量流动,这里只分析初级侧。
[0060]
需要说明的是,此时qsa1~qsa4均处于断开状态。当sa1和sa8开通时,sa1至sa8均选用功率小,寄生参数小,开关速度快的nmos管,此时sa1和sa4无电流流过,因此sa1和sa4的开通损耗很小。初级侧的第一桥臂和第二桥臂的工作状态是相反的,这里只分析第一桥臂和vin,即s1、s2、sa1、sa2、lr1。
[0061]
当sa1开通后,s1的寄生电容cs1、sa1、la1形成一条闭合回路。s2的寄生电容cs2、sa1、la1、vin形成一条闭合回路,由于cs1、cs2串联之后与vin并联,因此cs1两端电压与cs2两端电压之和等于vin=900v,因此cs1上电压下降的速率等于cs2上电压升高的速率,因此流过cs1和cs2的电流大小相等。忽略sa1内阻,即cs1和cs2并联后与la1发生lc谐振,其谐振频率far利用以下公式计算:
[0062][0063]
此阶段持续时间为t/4=1/far/4。此阶段la1始终承受从右到左的电压。此阶段持续到cs1的电压降为0v,cs2的电压升高到vin,此时电感电流达到最大值,电压降为0v。这一阶段完成寄生电容csa1上的能量转移到lr1,vin给csa2充电至vin,这部分能量只是转移。
[0064]
模态二:la1、la2续流阶段,sa1维持开通。由于二极管的电压钳位作用,cs1两端电压降低至0v之后s1并联二极管ds1导通,cs1两端电压被钳位为二极管导通压降,这里近似
为0v。同样由于s1两端电压维持为0v,cs2电压升高至vin=900v后不再继续升高。此时lar1电流达到最大值。
[0065]
此阶段la1两侧电压为二极管导通压降和sa1上的分压,电流缓慢下降,时间很短,电流几乎无变化。此阶段la1上的能量实际上一半来自cs1中储存的能量,一半来自vin。此阶段一直维持到sa1关闭。
[0066]
模态三:sa1关断,la1和la2续流,电流流回电源vin,电流直线下降。当lar1经ds1、dsa2、vin回路续流。la1两端电压维持为vin=900v,电流线性下降,直至la1续流电流降为0。此阶段la1上的能量流回到vin,需要说明的是,此时sa1关闭是有损耗的,因此sa1至sa8应当选用开关损耗很小的器件。
[0067]
模态四:电感la1、la2续流结束,此阶段无电流流过。上一阶段la1续流电流降为0后,二极管ds1,dsa2自然关断,la1不再承受vin的电压,电流维持为0不变,至此能量交换完成,可以打开s1和s4,实现zvs开通,无寄生电容损耗。
[0068]
在上述实施例中,对于控制开关电路的方法进行了详细描述,本技术还提供控制开关电路的装置对应的实施例。需要说明的是,本技术从两个角度对装置部分的实施例进行描述,一种是基于功能模块的角度,另一种是基于硬件的角度。
[0069]
图7为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的装置的结构图。如图7所示,本技术还提供了一种控制开关电路的装置,包括:
[0070]
输出模块70,用于当各原桥臂上的各开关管均工作于死区时间时,输出使得设置于各所述原桥臂的上半桥臂旁侧的辅助桥臂上的辅助开关管和设置于各所述原桥臂的下半桥臂旁侧的所述辅助桥臂上的所述辅助开关管处于导通状态的导通信号,其中,所述导通信号为高电平信号;
[0071]
控制模块71,用于根据所述高电平信号控制设置于各所述原桥臂的上半桥臂的所述开关管和设置于各所述原桥臂的下半桥臂的所述开关管与各辅助谐振电感形成回路,以回收位于各所述原桥臂的开关管对应的寄生电容的电量。
[0072]
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应,因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述,这里暂不赘述。
[0073]
图8为本技术实施例所提供的一种控制开关电路的设备的结构图,如图8所示,控制开关电路的设备包括:
[0074]
存储器80,用于存储计算机程序;
[0075]
处理器81,用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的控制开关电路的方法的步骤。
[0076]
本实施例提供的控制开关电路的设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
[0077]
其中,处理器81可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器81可以采用数字信号处理(digital signal processing,dsp)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array,pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器81也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称中央处理器(central processing unit,cpu);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理
器。在一些实施例中,处理器81可以集成有图像处理器(graphics processing unit,gpu),gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器81还可以包括人工智能(artificial intelligence,ai)处理器,该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
[0078]
存储器80可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器80还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中,存储器80至少用于存储以下计算机程序,其中,该计算机程序被处理器81加载并执行之后,能够实现前述任意一个实施例公开的控制开关电路的方法相关步骤。另外,存储器80所存储的资源还可以包括操作系统和数据等,存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中,操作系统可以包括windows、unix、linux等。数据可以包括但不限于控制开关电路的方法等。
[0079]
在一些实施例中,控制开关电路的设备还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线。
[0080]
本领域技术人员可以理解,图8中示出的结构并不构成对控制开关电路的设备的限定,可以包括比图示更多或更少的组件。
[0081]
本技术实施例提供的控制开关电路的设备,包括存储器80和处理器81,处理器81在执行存储器80存储的程序时,能够实现控制开关电路的方法。
[0082]
最后,本技术还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
[0083]
可以理解的是,如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory),rom、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0084]
以上对本技术所提供的一种开关电路、方法、装置、设备及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理的前提下,还可以对本技术进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
[0085]
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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