[发明专利]用于管理频率控制开关臂的开关的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制包括至少一个频率控制开关臂的电子系统的开关的方法，方法包括以下步骤：在对应于控制频率的时间段内，闭合第一顶部或底部开关(Q1，Q2)，实施预定停机时间以及断开第二开关(Q1，Q2)，且接着：断开第一开关(Q1，Q2)，将在中点处测量的电压与电压阈值进行比较，确定在中点处测量的电压超越电压阈值的第二时刻t2，在第二时刻t2处闭合第二开关，计算根据公式(I)调整的停机时间DT，公式中Fsw是控制频率，自后续开关起实施已调整的停机时间。

技术领域

一般来说，本发明涉及开关臂(如H桥)的领域，且更精确地涉及频率控制开关臂的领域，特定来说，涉及控制在直流-直流电压转换器电路(如谐振电路)中循环的能量。

在此上下文中，本发明涉及一种用于开关开关臂(如H桥或半H桥)的方法，所述方法的优化在于，在每一开关期间观测到的空载时间在每一开关命令处具有已调整的持续时间。

背景技术

H桥或半H桥是有可能控制负载的端子处的极性的电路。H桥包括出于控制此极性的目的而控制开关的四个开关元件(半H桥包括其中的两个)。

通常，H桥或半H桥可控制用于旋转电机旋转的能量或控制在例如LLC类型的谐振电路中循环的能量。

参考图1，如所已知，H桥(像半H桥)包括顶部分支和底部分支。半H桥的顶部分支将由H桥控制的电路的端子经由顶部开关Q1连接到H桥的顶部端子，H桥的顶部端子连接到电源的顶部端子，所述顶部开关Q1通常由脉宽调制控制。相反地，半H桥的底部分支将由H桥控制的电路的端子经由底部开关Q2连接到H桥的底部端子，H桥的底部端子连接到接地，所述底部开关Q2通常由脉宽调制控制。H桥由接地与H桥的顶部端子之间的电压Vin供应，以传递输出电压Vout作为系统的输出。

如还已知，如本领域的技术人员已知的意味着H桥或半H桥的顶部分支和底部分支同时接通的“交叉传导”现象是受禁止的。

出于此目的，已知反相地控制开关。

另外，半H桥的任何开关命令是空载时间的目标，在所述空载时间期间，顶部开关元件和底部开关元件都是断开的。特定来说，目标是控制其断开的开关在控制另一开关的闭合之前实际上是断开的，以便确保不存在“交叉传导”。

另一方面，如所已知，仍然参考图1，半H桥优选地包括允许软开关(即无损耗)或“零电压开关”ZVS的开关元件Q1、开关元件Q2。接着，所述开关元件Q1、开关元件Q2由具有并联的称为软开关的电容器Czvs的开关构成。以允许半H桥的软开关的方式来控制这些电容器Czvs的充电和放电。换句话说，这些软开关电容器Czvs的完全充电或完全放电有必要允许闭合在其端子处具有零电压或准零电压的开关。

如所已知，在接收开关命令后，在顶部开关元件Q1和底部开关元件Q2上施加空载时间，在所述空载时间期间，所述开关元件全部被强制为断开状态。空载时间有可能以可以进行软开关的方式对电容器Czvs充电或放电。

为了使开关臂快速开关，所述空载时间必须尽可能短。

如在图1中，在具有软开关、频率控制以便控制在直流-直流电压转换器电路(例如谐振电路)中循环的能量的半H桥的上下文中，要确定空载时间的理想持续时间要考虑的参数的数目是相当大的。

对于图1中所绘示的电路的类型的电路拓扑，所述空载时间的持续时间取决于许多参数和电力量值，例如开关频率、在半H桥的输入处传递的电压Vin或在谐振电路的输出处的电压Vout等。

在目前先进技术中，空载时间常常具有固定持续时间，所述固定持续时间对应于始终满足软开关的条件的值，而与上文中的参数的值无关，且与开关频率无关。因此，在许多情况下，此空载时间过度长。

使用预定实验室空载时间值，根据开关频率改变空载时间的持续时间也是已知的。接着根据开关频率存储和应用空载时间持续时间。