[发明专利]一种设有软开关的Buck变换器电路及其时序控制方法

摘要

本发明公开了一种设有软开关的Buck变换器电路及其时序控制方法，所述电路包括软开关支路及辅助电感L_r；所述软开关支路并联在所述支路一与支路二之间；所述辅助电感L_r串联在所述支路二上的功率MOSFET管Q₁与功率MOSFET管Q₂之间。所述方法通过软开关支路在主电感电流峰值点开始续流，辅助电容储能；连通电路中的软开关支路，辅助电容中储存的能量部分反馈回电源，并且在过程中实现了功率MOSFET管Q₁、Q₂和Q_r的软开关。本发明有效且可靠地降低开关损耗，同时节省了大量的热损，提高了开关器件的运行稳定性、电路的转换效率以及应用该电路的设备的安全性。

主权项

1.一种Buck变换器电路的时序控制方法，其特征在于，所述Buck变换器电路包括支路一、支路二及支路三；其中，所述支路一由输出电容Cout和主电感L连接组成，所述支路二由功率MOSFET管Q1、功率MOSFET管Q2以及辅助电感Lr组成，所述支路三由并联的电压源Uin与输入电容Cin组成；所述电路还包括：软开关支路及辅助电感Lr；所述辅助电感Lr串联在所述支路二上的功率MOSFET管Q1与功率MOSFET管Q2之间；所述软开关支路包括：串联的辅助电容Cr和辅助功率MOSFET管Qr；所述辅助电容Cr的一端侧与所述支路二中的所述辅助电感Lr的一端侧连接、所述辅助电容Cr的另一端侧与所述辅助功率MOSFET管Qr的D极连接；所述辅助功率MOSFET管Qr的S极与所述支路二中的所述功率MOSFET管Q2的S极连接；所述辅助电感Lr的一端侧与所述功率MOSFET管Q1的S极连接、所述辅助电感Lr的另一端侧与所述功率MOSFET管Q2的D极连接；由输出电容Cout和主电感L串联组成的支路一与由辅助电容Cr和辅助功率MOSFET管Qr串联组成的软开关支路以及由辅助电感Lr与功率MOSFET管Q2串联组成的支路并联；输入电容Cin与电压源Uin并联，电压源Uin的正端连接功率MOSFET管Q1的漏极，功率MOSFET管Q1的源极分别连接辅助电感Lr的一端、辅助电容Cr的一端和主电感L的一端，主电感L的另一端连接输出电容Cout的一端和负载R的一端，输出电容Cout的另一端和负载R的另一端连接电压源Uin的负端；所述时序控制方法包括：步骤1.在所述Buck变换器电路中流过所述辅助电感Lr的电流分别流入主电感L及电压源Uin时，闭合所述功率MOSFET管Q1，使得所述功率MOSFET管Q2零电压关断以及所述功率MOSFET管Q1零电压开通，直到流经辅助电感Lr的电流线性减小为零时，进入步骤2；步骤2.在所述功率MOSFET管Q2的体二极管自动关断、且使得流经所述主电感L的电流上升至最大值时，进入步骤3；步骤3.关断所述功率MOSFET管Q1，使得所述功率MOSFET管Q2零电压开通，直到流经所述辅助电感Lr的电流与流经所述主电感L的电流值相等时，进入步骤4；步骤4.控制所述辅助功率MOSFET管Qr的体二极管进行软关断，直到所述辅助功率MOSFET管Qr闭合时，进入步骤5；步骤5.所述辅助电容Cr开始放电，直到流经所述辅助电感Lr的电流上升至所述辅助电感电流最大值时，进入步骤6；步骤6.关断所述辅助功率MOSFET管Qr，直到再次闭合所述功率MOSFET管Q1，控制结束。