[发明专利]一种非隔离DCDC谐振变换控制电路及控制方法

说明书

本申请实施例提供的非隔离DCDC谐振变换控制电路通过串联谐振的电感和电容，使得流经电感中的电流呈正弦波形，正弦波波形系数小，导通损耗低，因此，本申请实施例提供的电路能够显著降低电路的损耗。本申请实施例提供的非隔离DCDC谐振变换控制方法不仅可以调整移相角使得开关管实现零电压开关ZVS导通，还可以调整开关频率。因此，可以调节的输出接口的电压和功率范围大，实现了非隔离的宽范围的DCDC谐振变换。

技术领域

本申请实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种非隔离DCDC谐振变换控制电路及控制方法。

背景技术

随着锂电应用的发展，非隔离DCDC升降压变换器的需求也日益增长。目前也有各种非隔离DCDC变换器的拓扑和技术的提出，但基本还是基于Buck和Boost的基础模型，电流一般是三角波，高次谐波含量高，不利于进一步提高效率。

图1为现有的一种非隔离DCDC升降压变换器的电路拓扑图。图2为图1所示电路中电感L的电流波形图。由图1可见，该电路包括电源Vin、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、电感L和输出Vo。当该电路实现升压功能时，S1一直开通，S2一直关闭，电感L，开关管S2、S3实现Boost电路功能；当该电路实现降压功能时，S3一直开通，S4一直关闭，电感L，开关管S1、S2实现Buck电路功能。由图2可见，该电路采取传统Buck或者Boost临界连续模式控制，可以使开关管实现零电压开关(zero voltage switch，ZVS)开通，但电感电流为三角波，峰值电流较大，开关管关断电流较大；三角波的波形系数相对于正弦波波形系数大，传输相同功率情况下，导通损耗也相对于正弦波大；三角波电流高次谐波含量高，增加了高次谐波损耗。

发明内容

本申请实施例提供了一种非隔离DCDC谐振变换控制电路及控制方法，用于解决现有的非隔离DCDC升降压变换器损耗大的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种非隔离DCDC谐振变换控制电路，包括：输入接口、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感、电容以及输出接口；所述第一开关管与所述第二开关管串联后与所述输入接口串联耦合；所述第三开关管与所述第四开关管串联后与所述输出接口串联耦合；所述第一开关管与所述第二开关管的串联节点为A端；所述第三开关管与所述第四开关管的串联节点为B端；所述电感和所述电容串联后耦合在所述A端和所述B端之间；所述输入接口的负极与所述输出接口的负极耦合，或所述输入接口的正极与所述输出接口的正极耦合。本申请实施例提供的非隔离DCDC谐振变换控制电路通过串联的电感和电容，使得流经电感中的电流呈正弦波形，正弦波波形系数小，导通损耗低，因此，本申请实施例提供的电路能够显著降低电路的损耗。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述电感和所述电容处于谐振工作状态。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述输入接口与所述输出接口之间电压的移相角θ满足：

其中，V_in为所述输入接口的电压，V_out为所述输出接口的电压。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述输出接口的输出功率P₀为：

其中，V_in为所述输入接口的电压，V_out为所述输出接口的电压，f_s为开关频率，L为所述电感的电感值，C为所述电容的电容值，θ为所述输入接口与所述输出接口之间电压的移相角。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当所述第一开关管导通时，所述第二开关管关断；当所述第一开关管关断时，所述第二开关管导通；当所述第三开关管导通时，所述第四开关管关断；当所述第三开关管关断时，所述第四开关管导通。