申请/专利权人：深圳市永联科技股份有限公司

申请日：2017-04-10

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN106877677B

主分类号：H02M3/335(20060101)

分类号：H02M3/335(20060101);H02M1/38(20070101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2017.07.14#实质审查的生效;2017.06.20#公开

摘要：本发明公开了一种具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路，包括左右对称的Va侧电路和Vb侧电路。本发明的有益效果是：1、本发明在双向DCDC变换，采用LLC拓扑进行双向变换下，能够双向变换情况下都能对电流过零点判断，增加滤除第一个过零点的误判，同时利用PWM控制，改善整流副边侧在处于感性区域容性区整流管的开关特性以及，MOS体二极管反向恢复造成的影响，与传统的同步整流IC来控制而言，更适合应用于高低压场合，其应用范围更广。在实现双向DCDC防反灌的同时，又可利用其电流检测实现死区时间的调节，这解决LLC极限条件下可能实现不了ZVS软开关问题，提高了电路效率，改善了电路EMC，电路可靠性也大大提高了。

主权项：1.一种具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路，包括左右对称的Va侧电路和Vb侧电路，其特征在于，所述Va侧电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4，Vb侧电路包括MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7和MOS管Q8，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q2的漏极、电容Ca的一端和电压Va，MOS管Q1的源极连接电容Cr的一端和MOS管Q3的漏极，MOS管Q2的源极连接变压器T1的绕组LM和MOS管Q4的漏极，MOS管Q1的栅极连接MOS管Q4的栅极和驱动信号Vg11Vg110，MOS管Q2的栅极连接MOS管Q3的栅极和驱动信号Vg22Vg220，电容Cr的另一端连接电感Lr，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q2的漏极、电容Ca和电压Va，MOS管Q5的漏极连接电容Cb和MOS管Q6的漏极，MOS管Q6的源极连接变压器T1，MOS管Q5的栅极连接MOS管Q8的栅极和驱动信号Vg33Vg331，MOS管Q6的栅极连接MOS管Q7的栅极和驱动信号Vg44Vg441，MOS管Q3的源极连接电容Ca的另一端、MOS管Q4的源极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接比较器U1D的同相输入端，比较器U1D的反相输入端通过电阻R2接地，比较器U1D的输出端连接二极管D11、电阻R18的一端和电阻R4，电阻R18的另一端连接三极管Q1的发射极和比较器U4的反相输入端，比较器U4的输出端连接电阻R14和DSP，二极管D11的阴极连接信号Vs11，DSP输出的Vs22信号连接比较器U1的反相输入端和二极管D13的阴极，比较器U1的同相输入端连接电阻R6，比较器U1的输出端连接与门A3的一个输入端和与门A5的一个输入端，与门A3的另一个输入端连接DSP，与门A3的输出端连接与门A4的一个输入端，与门A4的另一个输入端连接与门A6的一个输入端和三极管Q1的基极，与门A4的输出端连接二极管D66的阳极，二极管D66的阴极连接驱动信号Vg33，与门A6的输出端连接二极管D122的阳极，二极管D122的阴极连接驱动信号Vg44，与门A6的另一个输入端连接与门A5的输出端，与门A5的另一个输入端连接DSP，二极管D13的阳极连接电容C1的一端、电容C2、电阻R5和二极管D12的阴极，电容C1的另一端连接二极管D18的阴极和二极管D19的阴极，二极管D18的阳极连接二极管D118的阳极和DSP，二极管D118的阴极连接驱动信号Vg110。

全文数据：一种具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路技术领域[0001]本发明涉及一种变换器控制电路，具体是一种具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路。背景技术[0002]DCDC变换器作为实现不同直流电压的转换，一般传统的DCDC变换器为单向转换以及非隔离的BUCK-BOOST拓扑的DCDC变换。现为满足储能，能源的充分利用。在车载以及，电池化成方面，DCDC双向变换已经迫切需要，传统的非隔离型此此变换器，由于不具备电气隔离在安全方面存在隐患，故隔离型DCDC双向变换器成为主要研究对象。[0003]DCDC变换器中以LLC拓扑最为优先，LLC拓扑有着几乎全范围内能实现ZVS，并在fVref-VF，比较器U1输出为高电平，Fg=1，Vg33与Vg44分别跟随Vg333与Vg444。[0031]当在某一时刻，Vb侧Rs2上采样电压为零时，Vs22Vref-VF，比较器U2输出为高电平，Fg=l，Vgll与Vg22分别跟随Vglll与Vg222。[0034]当在某一时刻，Va侧Rsl上采样电压为零时，VsllVref-VF，U2比较器输出低电平，Vgll或Vg22驱动关断，这样在电流开始反灌的时刻，电流过零检测，直接关断Va侧同步整流驱动信号，实现了防反灌功能。[0035]在Vb侧Rsl电阻采样，在某一时刻，Q5，Q8关断，原边电流经过Q6，Q7体二极管续流，在续流时刻开始，RS2上电压采样信号变成负值;当Rs2采样的电压小于Vthl时，U3比较器输出低电平，发送给DSP，DSP检测到低电平，则立刻发出Q6，Q7驱动，Vth1设置的值，能够要保证管子已经抽调其本身的Coss结电容。这样对于传统的定死区时间设置，可提高效率，实现LLC全范围内的ZVS。实现了Vb—Va工作状态下，Vb侧的死区调节，Va侧的同步整流防反灌控制。[0036]作为本发明的一种实施例：如图6所示:在PWM消隐，滤除电流第一个零点的误判，但同时也可能存在电流倒灌，若在消隐时间内，出现电流的反灌，一样会造成管子Vds尖峰应力，以及加大了开通损耗，同时在DCDC变换器启动至正常输出期间，存在不可控的局面，以及在开关频率f受限的情况下，输出存在一个电压，而主电路无法调节输出到达那个电压时，即过压状态下可能存在的电流反灌。[0037]针对消隐时间内的可能存在的电流反灌，以及过压开关频率f受限，以及缓启动时间内不好控制的局面，增加一些控制单元。[0038]本实施例是滤除消隐电路的驱动方案:其对消隐时间内起到可控制住电流存在的反灌问题，同时也起到在重载情况下，电流经过管子体二极管，体二极管的反向恢复时间问题，有可能造成在另一组驱动到来之后依然没结束，从而造成互通现象，这就可能损坏管子，通过利用二极管整流，延迟一小段时间，避免二极管反向恢复以及MOS管开通造成的互通，可以避免这一情况的发生。[0039]如图6所示:在DSP中将原副边的驱动时间错开一个小时间段t，t占导通时间很小，在PWM消隐时间内，副边驱动不开，使其进入二极管整流。这可以防止PWM消隐时间内电流的反灌，也起到防止二极管反向恢复时间造成的互通现象。但也带来了二极管整流带来的多余损耗，同时也防止了在驱动关断时，由于电路本身的延时，可能造成的反灌问题，二极管也带来了反向恢复损耗，这可以通过找体二极管反向恢复时间短的。副边驱动错开一段时间，这可省去PWM消隐电路，减轻了电路的复杂性，增加了可靠性。[0040]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0041]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

权利要求：1.一种具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路，包括左右对称的Va侧电路和Vb侧电路，其特征在于，所述Va侧电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4，Vb侧电路包括MOS管Q5、M0S管Q6、M0S管Q7和MOS管Q8，M0S管Q1的漏极连接MOS管Q2的漏极、电容Ca和电压Va，MOS管Q1的漏极连接电容Cr和MOS管Q3的漏极，MOS管Q2的源极连接变压器T1的绕组LM和M0S管Q4的漏极，M0S管Q1的栅极连接M0S管Q4的栅极和驱动信号VgllVgllO，MOS管Q2的栅极连接M0S管Q3的栅极和驱动信号Vg22Vg220,电容Cr的另一端连接电感Lr，M0S管Q1的漏极连接M0S管Q2的漏极、电容Ca和电压Va，M0S管Q5的漏极连接电容Cb和M0S管Q6的漏极，M0S管Q6的源极连接变压器T1，M0S管Q5的栅极连接M0S管Q8的栅极和驱动信号Vg33Vg331，M0S管Q6的栅极连接MOS管Q7的栅极和驱动信号Vg44Vg441，M0S管Q3的源极连接电容Ca的另一端、M0S管Q4的源极和电阻R1，电阻R1的另一端连接比较器U1D的同相输入端，比较器U1D的反相输入端通过电阻R2接地，比较器U1D的输出端连接二极管D11、电阻R18和电阻R4,电阻R18的另一端连接三极管Q1的发射极和比较器U4的反相输入端，比较器U4的输出端连接电阻R14和DSP，二极管D11的阴极连接信号Vsll，DSP输出的Vs22信号连接比较器U1的反相输入端和二极管D13的阴极，比较器U1的同相输入端连接电阻R6,比较器U1的输出端连接与门A3的一个输入端和与门A5的一个输入端，与门A3的另一个输入端连接DSP，与门A3的输出端连接与门A4的一个输入端，与门A4的另一个输入端连接与门A6的一个输入端和三极管Q1的基极，与门A4的输出端连接二极管D66的阳极，二极管D66的阴极连接驱动信号Vg33，与门A6的输出端连接二极管D122的阳极，二极管D122的阴极连接驱动信号Vg44，与门A6的另一个输入端连接与门A5的输出端，与门Af5的另一个输入端连接DSP，二极管D13的阳极连接电容C1、电容C2、电阻R5和二极管D12的阴极，电容C1的另一端连接二极管D18的阴极和二极管D19的阴极，二极管D18的阳极连接二极管D118的阳极和DSP，二极管D118的阴极连接驱动信号VgllO。2.根据权利要求1所述的具有双向同步整流和死区自调节的变换器控制电路，其特征在于，所述三极管Q1均为P型三极管。

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