[发明专利]基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法

权利要求书

1.基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法，所述基于耦合电感的交错并联同步BUCK变换器拓扑，包括直流输入电源V_in、输入电容C_in、输出电容C_o、负耦合电感、第一功率开关管S₁，第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃、第四功率开关管S₄；所述负耦合电感由第一绕组L₁和第二绕组L₂组成；所述的功率开关管均为场效应晶体管MOSFET，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、根据耦合电感的自感L、耦合系数α和功率开关管的输出电容C_oss得等效电感L_eq4、角频率ω_r、特征阻抗Z_r；

步骤二、采样输入电压V_in、输出电压V_o和输出电流I_o；

步骤三、根据电流环的输出占空比Duty，得到S₁和S₃的有效占空比D₁，S₂和S₄的有效占空比D₂，以S₂和S₃的导通信号中心点之间的相位差作为移相角所述移相角为D_dead1和D_dead2差值的一半，所述D_dead1和D_dead2根据步骤五得到；

步骤四、根据步骤三得到的D₁，D₂和移相角将D₁与进行比较，根据比较结果，将基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法模式分成两种控制模式，通过上述两种控制模式的变频控制实现耦合电感的关断电流恒定，使得变换器在不同输入电压下以及全负载范围内能够充分实现软开关；通过上述两种控制模式控制死区时间根据输入电压而变化，并计算开关频率f_s和死区时间t_dead2，降低功率开关管导通损耗；

步骤五、根据步骤四中求出的开关频率f_s和死区时间t_dead2求得D_dead1＝t_dead1f_s，D_dead2＝t_dead1f_s，并将得到的D_dead1和D_dead2返回步骤三，循环迭代，实现基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制。

2.如权利要求1所述的基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法，其特征在于：步骤一实现方法为，

根据耦合电感的自感L、耦合系数α以及功率开关管的输出电容C_oss得等效电感L_eq4＝L(1-α²)),角频率特征阻抗

3.如权利要求2所述的基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法，其特征在于：步骤三实现方法为，

根据电流环的输出占空比Duty，得到S₁和S₃的有效占空比D₁，S₂和S₄的有效占空比D₂，以S₂和S₃的导通信号中心点之间的相位差作为移相角根据步骤五得到D_dead1和D_dead2，D_dead1和D_dead2分别对应S₁关断后的死区时间t_dead1和S₂关断后的死区时间t_dead2；D₁，D₂和的计算公式如式(1)：

4.如权利要求3所述的基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法，其特征在于：步骤四实现方法为，

步骤4.1：根据步骤三得到的D₁，D₂和移相角将D₁与进行比较，根据比较结果，将基于耦合电感的交错同步BUCK变换器的数字软开关控制方法控制模式分成两种控制模式：

控制模式一：当时，根据如式(2)所示开关频率f_s进行变频控制，根据如式(3)所示死区时间t_dead2进行死区控制；

其中I_off2为S₂关断时刻电感电流；

控制模式二：当时，根据如式(4)所示开关频率f_s进行变频控制，根据如式(5)所示死区时间t_dead2进行死区控制；

步骤4.2：通过步骤4.1对应的两种控制模式得到的开关频率f_s和死区时间t_dead2进行变频控制和死区时间控制，通过变频控制实现耦合电感的关断电流恒定，使得变换器在不同输入电压下以及全负载范围内能够充分实现软开关；通过控制死区时间根据输入电压而变化，降低功率开关管导通损耗。