[发明专利]一种用于直流变换器的间歇发波控制方法

说明书

本发明提供了一种用于直流变换器的间歇发波控制方法，通过对输入电压Vin和输出电压Vo进行采样，计算间歇门限Dburst值；然后根据输出电压Vo与设定值的比较结果，进行闭环调节，并输出调节值PIout；最后根据调节值PIout值与间歇门限Dburst的大小比较结果控制隔离型buck电路开关管的通断，降低副边整流二极管的峰值电压应力，调节输出电压Vo。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种用于直流变换器的间歇发波控制方法。

背景技术

直流变换器是将一种直流电源变换成另一种具有不同输出特性的直流电源。直流变换器可以分为非隔离型和隔离型两大类。最基本的非隔离性直流变换器是Buck电路，参照说明书附图中图1所示的非隔离型Buck电路拓扑图：通过控制开关管S1的通断，在Vrec得到方波。通过调整方波Vrect占空比大小来适应不同的输出电压和不同的负载。

Vo的负载较重时，电感Lf电流连续。轻载或负载动态时，Lf电流断续，Lf电流会减小到0A。此时，在Vo的作用下，Lf和D2的寄生二极管C2发生自由谐振。由于S1的寄生二极管D1的存在，D1将该谐振电压钳位到Vin，因此施加在二极管D2上，由Lf和C2自由谐振产生的电压不会超过Vin。

参照说明书附图中图2所示的隔离型Buck电路拓扑图。

通过控制开关管的通断，在变压器原边得到正负极性的方波Vab，经过副边二极管整流后得到方波Vrect。与Buck电路类似，通过调整方波Vrect占空比大大小来适应不同的输出电压以及不同的负载。

Vo的负载较重时，电感Lf电流连续。轻载或负载动态时，Lf电流断续，即Lf电流会减小到0A。此时，在Vo的作用下，Lf和二极管D1～D4的寄生电容C1～C4发生自由谐振。

由于副边整流二极管D1～D4的电压没有被钳位，所以Vrect上的自由谐振电压峰值理论上会达到2*Vo。实际中，存在变压器漏感、寄生电感、寄生电容等参数，会造成上下二极管分压不均匀，进而造成D1～D4的电压峰值远超出Vo。

在产品应用中，为了避免电压峰值过高造成的器件损坏，通常需要选用耐压高、性能好的二极管，例如碳化硅二极管。对于输出电压Vo等级高的产品，器件选择困难并且成本随Vo呈指数上升，例如1.2kV等级SiC二极管与1.7kV等级SiC二极管的成本对比。为了降低副边整流二极管的电压应力，通常会使用增加RCD无源钳位的方法吸收电压尖峰，但这种方法存在着缺陷，钳位效果不佳，吸收电阻产生损耗影响转换效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提出一种用于直流变换器的间歇发波控制方法，通过间歇发波控制，降低直流变换器中变压器副边整流二极管的峰值电压应力，避免电压峰值过高造成器件损坏。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种用于直流变换器的间歇发波控制方法，所述直流变换器采用隔离型buck电路，通过控制开关管的通断，在变压器原边得到正负极性的方波Vab，经过副边二极管整流得到方波Vrect；所述间歇发波控制方法包括：

对输入电压Vin和输出电压Vo进行采样，计算间歇门限Dburst值；

根据输出电压Vo与设定值的比较结果，进行闭环调节，并输出调节值PIout；

比较调节值PIout与所述间歇门限Dburst的大小，控制所述隔离型buck电路开关管的通断，调节输出电压Vo。

作为优选地，所述间歇门限Dburst的计算公式为：

Dburst＝k*Vo*(Np:Ns)/Vin

其中：k为比例系数，Vin为输入电压，Vo为输出电压，Np:Ns为变压器变比n。