[发明专利]一种移相全桥DC-DC变换器的同步整流控制方法

说明书

本发明公开了一种移相全桥DC‑DC变换器的同步整流控制方法，在传统的移相全桥DC‑DC变换器的同步整流电路二次侧中，采用便于控制的开关管来替代二极管，并利用单片机微控制器控制移相全桥电路的同步整流驱动时序逻辑，使变压器将原边能量传递至副边的过程中，二次侧开关管始终处于低阻抗的导通阶段，实现进一步减小副边开关管损耗的目的。并对移相全桥电路产生占空比损耗的原理进行仿真分析，进一步得出移相全桥电路产生占空比丢失的原因及其持续时间，在仿真中对移相全桥电路产生占空比进行改进，进而确定同步整流时序逻辑，根据得出的同步整流驱动时序，建立移相全桥DC‑DC变换器的闭环仿真分析来验证同步整流时序能够很好的近似二极管导通情况。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种移相全桥DC-DC变换器的同步整流控制方法。

背景技术

近年来，对于服务器和车载充电器等的电源，要求其能够处理更大功率的需求增加。这类大功率电源中大多采用全桥电路，尤其是相移全桥(Phase Shift Full Bridge，以下称“PSFB”)电路，传统的应用于相移全桥的同步整流驱动时序采用简单的或逻辑，无法实现全工作范围内的同步整流。移相全桥(PSFB)转换器是中高功率DC/DC转换器中的一种有吸引力的拓扑结构，因为它通过实现一次侧开关的零电压开关(ZVS)、低RMS电流和简单的控制方案实现高效率并且具有固定的开关频率。由于这一优势，它已被广泛应用于各种应用，如服务器电源、电动汽车充电器和大功率LED驱动器。因其能够在超级MOSFET和IGBT等开关元件导通时实现零电压开关工作，可以减少开关损耗，故可以处理更大的功率。由于生产工艺的原因，相移全桥电路中使用的MOSFET和IGBT等开关元件中会出现寄生二极管，也称体二极管，在移相全桥电路整流工作期间仍然有电流流经开关管的体二极管造成较大的功率损耗。

现有的移相全桥DC-DC变换器的同步整流策略一般采用简单的逻辑，虽然能够实现同步整流的功能，但并不能很好的与使用二极管整流时工作方式相契合，在同步开关管关断后，仍然会有电流流经其体二极管产生功率损耗，这就是二极管整流时序带来的功耗问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种移相全桥DC-DC变换器的同步整流控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

(一)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明针对移相全桥DC-DC变换器现有的同步整流技术不能很好的实现二极管整流时序带来的功耗问题，提出了一种移相全桥DC-DC变换器的同步整流控制方法，在传统的移相全桥DC-DC变换器的同步整流电路二次侧中，采用便于控制的开关管来替代二极管，并利用单片机微控制器控制移相全桥电路的同步整流驱动时序逻辑，使变压器将原边能量传递至副边的过程中，二次侧开关管始终处于低阻抗的导通阶段，实现进一步减小副边开关管损耗的目的。并对移相全桥电路产生占空比损耗的原理进行仿真分析，进一步得出移相全桥电路产生占空比丢失的原因及其持续时间，在仿真中对移相全桥电路产生占空比进行改进，进而确定同步整流时序逻辑，根据得出的同步整流驱动时序，建立移相全桥DC-DC变换器的闭环仿真分析来验证同步整流时序能够很好的近似二极管导通情况，相比于传统或逻辑的驱动时序，能够更有效地减少开关管上的功率损耗。