[发明专利]开关电源控制电路及方法、开关电源电路

权利要求书

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：第一电压端、开关网络和第二电压端；其中，

开关网络为三电平全桥结构，包括第一桥臂、第二桥臂和电感，第一桥臂为高频桥臂，第二桥臂为低频桥臂；

在一个开关周期内，所述开关网络包括三种或者三种以上模态，其中，

第一模态：第一电压端电压和第二电压端电压之差耦合到电感两端；

第二模态：第一电压端电压的一半与第二电压端电压之差耦合到电感两端；

第三模态：第二电压端电压耦合到电感两端。

2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

第一模态持续时间T₁、第二模态持续时间T₂、第三模态持续时间T₃满足如下关系：

T₁·k₁+T₂·k₂+T₃·k₃＝0 (1)

k₁为第一模态电感电流斜率，

k₂为第二模态电感电流斜率，

k₃为第三模态电感电流斜率，

电感电流平均值I_av满足如下关系：

其中，I_B为设定阈值；

将第一模态持续时间T₁、第二模态持续时间T₂保持一个设定的比例关系：

T₂＝m·T₁ (3)

将式(1)、式(3)代入式(2)，得到

其中，V₁为第一电压端电压，V₂为第二电压端电压，m为预设数值，L为电感值。

3.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

在逆变器应用中，第一电压端电压是直流输入电压，第二电压端电压是交流输出电压，负载接在第二电压端位置。

4.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

在PFC应用中，第一电压端电压是直流输出电压，第二电压端电压是交流输入电压，负载接在第一电压端位置。

5.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

所述第一桥臂包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，第一开关管的第一端耦接至第一电压端电压正极，第二开关管的第二端耦接至第一电压端电压负极，第三开关管的第一端耦接至第一电压端电压的一半，第一开关管的第二端、第二开关管的第一端、第三开关管的第二端共同耦接至所述电感的第一端，所述电感的第二端耦接至第二电压端电压第一极；

所述第二桥臂包括第四开关管和第五开关管，第四开关管第一端耦接至第一电压端电压正极，第五开关管第二端耦接至第一电压端电压负极，第四开关管第二端和第五开关管第一端共同耦接至至第二电压端电压第二极。

6.如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，

所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管采用MOSFET晶体管。

7.如权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，

所述第三开关管采用两个MOSFET晶体管背靠背串联组成。

8.如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，

所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管采用IGBT晶体管。