專利名稱：一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高頻開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路。
背景技術(shù)：
功率開關(guān)管的電壓和電流定額相同時，變換器的輸出功率通常與所用功率開關(guān)管的數(shù)量成正比，因此目前在中大功率直流電源應(yīng)用中，通常采用全橋變換器，全橋變換器包括全橋逆變器和輸出整流濾波電路。全橋逆變器通常采用移相控制方式和有限雙極性控制方式，全橋逆變器在有限雙極性控制方式下實現(xiàn)軟開關(guān)范圍廣、效率高，但是輕載、空載損耗非常嚴(yán)重，對功率器件有一定損傷；而在移相控制方式下實現(xiàn)軟開關(guān)的范圍較窄、有環(huán)流現(xiàn)象、加重了 IGBT發(fā)熱現(xiàn)象，但相對于有限雙極性控制方式，全橋逆變器在移相控制方式下輕載及空載時，損耗較小。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的公布一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，利用全橋功率電路在有限雙極性控制方式與移相控制方式下的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致的特點(diǎn)，通過兩種控制方式的轉(zhuǎn)換，解決了全橋功率電路輕載及空載時，在有限雙極性控制方式下?lián)p耗大的問題，也解決了全橋功率電路在移相控制方式下實現(xiàn)軟開關(guān)范圍小、存在環(huán)流、發(fā)熱嚴(yán)重等問題。為解決上述問題，本實用新型提供以下技術(shù)方案:一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，包括DSP處理器電路、輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路及全橋功率電路；所述DSP處理器電路分別與輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路連接；所述全橋功率電路分別與輸出電壓及電流反饋電路和PWM驅(qū)動電路連接；所述PWM驅(qū)動切換電路還與PWM驅(qū)動電路連接；所述DSP處理器電路用于產(chǎn)生6路PWM信號，并根據(jù)輸出電壓和輸出電流來決定對全橋功率電路采用移相控制方式還是有限雙極性控制方式，同時提供選擇信號給PWM驅(qū)動切換電路；所述PWM驅(qū)動切換電路根據(jù)DSP處理器電路提供的選擇信號對PWM信號進(jìn)行選擇，以實現(xiàn)移相控制方式和有限雙極性控制方式的選擇；所述PWM驅(qū)動電路用于對DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號進(jìn)行放大到足以驅(qū)動全橋功率電路的功率開關(guān)管；所述輸出電壓及電流反饋電路用于對全橋功率電路的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，并提供給DSP處理器電路。進(jìn)一步的，所述DSP處理器電路產(chǎn)生的6路PWM信號中第一路PWM信號、第三路PWM信號、第五路PWM信號和第六路PWM信號組成移相控制方式下所需的4路PWM信號；第二路PWM信號、第四路PWM信號、第五路PWM信號和第六路PWM信號組成有限雙極性控制方式下所需的4路PWM信號；第五路PWM信號和第六路PWM信號為移相控制方式和有限雙極性控制方式的共用PWM信號，由DSP處理器電路產(chǎn)生后直接提供給PWM驅(qū)動電路。[0007]進(jìn)一步的，所述PWM驅(qū)動切換電路由兩個同相2選I數(shù)據(jù)選擇器組成，第一數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端連接到DSP處理器電路的第一路PWM信號引腳，第二數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端連接到DSP處理器電路的第三路PWM信號引腳；第一數(shù)據(jù)選擇器的第二輸入端連接到DSP處理器電路的第二路PWM信號引腳，第二數(shù)據(jù)選擇器的第二輸入端連接到DSP處理器電路的第四路PWM信號引腳；第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇引腳均連接到DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳，用來切換移相控制方式和有限雙極性控制方式下的PWM信號，選擇信號輸出引腳的信號輸出周期與DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號周期相同，并且同步。進(jìn)一步的，所述全橋功率電路為DC/DC全橋變換器，包括全橋逆變器和輸出整流濾波電路。上述一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路的控制方法是:所述DSP處理器電路根據(jù)輸出電壓及電流反饋電路采集的全橋功率電路的輸出電壓和輸出電流計算輸出功率;當(dāng)全橋功率電路處于移相控制方式時，DSP處理器電路將全橋功率電路的輸出功率計算值與有限雙極性控制方式下全橋功率電路軟開關(guān)實現(xiàn)點(diǎn)的第一設(shè)定功率值比較，當(dāng)輸出功率的計算值大于第一設(shè)定功率值時，DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳輸出低電平給第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇引腳，PWM驅(qū)動切換電路轉(zhuǎn)入有限雙極性PWM驅(qū)動輸出，即PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第二路PWM信號和第四路PWM信號；若輸出功率的計算值不大于第一設(shè)定功率值時，全橋功率電路仍處于移相控制方式；當(dāng)全橋功率電路處于有限雙極性控制方式時，DSP處理器電路將全橋功率電路的輸出功率計算值與移相控制方式下全橋功率電路輕載點(diǎn)的第二設(shè)定功率值進(jìn)行比較，若輸出功率的計算值小于第二設(shè)定功率值，DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳輸出高電平給第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇引腳，PWM驅(qū)動切換電路轉(zhuǎn)入移相控制PWM驅(qū)動輸出，即PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第一路PWM信號和第三路PWM信號；若輸出功率的計算值不小于第二設(shè)定功率值時，全橋功率電路仍處于有限雙極性控制方式。所述第一設(shè)定功率值大于第二設(shè)定功率值，且第一設(shè)定功率值與第二設(shè)定功率值的差值滿足PWM驅(qū)動信號不被頻繁切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)輸出。所述DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳在DSP處理器電路剛開始上電工作時均輸出高電平，PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第一路PWM信號和第三路PWM信號，即全橋功率電路開始上電工作時均為移相控制方式下的PWM信號驅(qū)動。相對于現(xiàn)在的有限雙極性控制技術(shù)，本實用新型的有益效果是:1、電路簡單實用，通過對DSP處理器的PWM信號的控制，可以實現(xiàn)移相PWM驅(qū)動信號與有限雙極性PWM驅(qū)動信號在PWM周期起始時的無縫轉(zhuǎn)換，不影響系統(tǒng)工作；2、全橋功率電路在輕載或者空載時采用移相控制方式，解決了有限雙極性控制方式下?lián)p耗嚴(yán)重的問題；全橋功率電路在重載時采用有限雙極性控制方式，也解決移相控制方式時實現(xiàn)軟開關(guān)范圍小、存在環(huán)流損耗、IGBT發(fā)熱大等問題。3、利用全橋功率電路在移相控制方式與有限雙極性控制方式下PWM驅(qū)動信號的特點(diǎn)，共用兩路PWM驅(qū)動信號，節(jié)省了 DSP處理器的容量。
圖1是實施方式的移相與有限雙極性控制方式的切換電路結(jié)構(gòu)框圖。圖2是實施方式的移相控制方式下的4路PWM信號示意圖。圖3是實施方式的有限雙極性控制方式下的4路PWM信號示意圖。圖4是實施方式的PWM驅(qū)動切換電路圖。圖5是實施方式的移相與有限雙極性控制方式的切換電路的控制方法流程圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)敘述。如圖1所示，一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，包括DSP處理器電路、輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路及全橋功率電路；所述DSP處理器電路分別與輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路連接；所述全橋功率電路分別與輸出電壓及電流反饋電路和PWM驅(qū)動電路連接；所述PWM驅(qū)動切換電路還與PWM驅(qū)動電路連接；所述DSP處理器電路用于產(chǎn)生6路PWM信號，并根據(jù)輸出電壓和輸出電流來決定對全橋功率電路采用移相控制方式還是有限雙極性控制方式，同時提供選擇信號給PWM驅(qū)動切換電路；所述PWM驅(qū)動切換電路根據(jù)DSP處理器電路提供的選擇信號對PWM信號進(jìn)行選擇，以實現(xiàn)移相控制方式和有限雙極性控制方式的選擇；所述PWM驅(qū)動電路用于對DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號進(jìn)行放大到足以驅(qū)動全橋功率電路的功率開關(guān)管；所述輸出電壓及電流反饋電路用于對全橋功率電路的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，并提供給DSP處理器電路。如圖2所示，所述DSP處理器電路產(chǎn)生的6路PWM信號中第一路PWM信號PWMA、第三路PWM信號PWMB、第五路PWM信號PWME和第六路PWM信號PWMF組成移相控制方式下所需的4路PWM信號；如圖3所示，第二路PWM信號PWMB、第四路PWM信號PWMD、第五路PWM信號PWME和第六路PWM信號PWMF組成有限雙極性控制方式下所需的4路PWM信號；第五路PWM信號PWME和第六路PWM信號PWMF為移相控制方式和有限雙極性控制方式的共用PWM信號，由DSP處理器電路產(chǎn)生后直接提供給PWM驅(qū)動電路。如圖4所示，所述PWM驅(qū)動切換電路由兩個同相2選I數(shù)據(jù)選擇器Yl、Y2組成，第一數(shù)據(jù)選擇器Yl的第一輸入端Al連接到DSP處理器電路的第一路PWM信號引腳1，第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的第一輸入端A2連接到DSP處理器電路的第三路PWM信號引腳3 ;第一數(shù)據(jù)選擇器Yl的第二輸入端BI連接到DSP處理器電路的第二路PWM信號引腳2，第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的第二輸入端B2連接到DSP處理器電路的第四路PWM信號引腳4 ;第一數(shù)據(jù)選擇器Yl和第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的數(shù)據(jù)選擇引腳SEL1、SEL2均連接到DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳7,用來切換移相控制方式和有限雙極性控制方式下的PWM信號，選擇信號輸出引腳7的信號輸出周期與DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號周期相同，并且同步。所述第一數(shù)據(jù)選擇器Yl的選通端GNl和第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的選通端GN2均接地。作為優(yōu)選的，所述第一數(shù)據(jù)選擇器Yl和第二數(shù)據(jù)選擇器Y2可選用數(shù)據(jù)選擇器74157。所述全橋功率電路為DC/DC全橋變換器，包括全橋逆變器和輸出整流濾波電路。如圖5所示，上述一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路的控制方法如下:[0031]DSP處理器電路根據(jù)輸出電壓及電流反饋電路采集的全橋功率電路的輸出電壓和輸出電流計算輸出功率；當(dāng)全橋功率電路處于移相控制方式時，DSP處理器電路將全橋功率電路的輸出功率計算值與有限雙極性控制方式下全橋功率電路軟開關(guān)實現(xiàn)點(diǎn)的第一設(shè)定功率值比較，當(dāng)輸出功率的計算值大于第一設(shè)定功率值時，DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳7輸出低電平給第一數(shù)據(jù)選擇器Yl和第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的數(shù)據(jù)選擇引腳SEL1、SEL2，PWM驅(qū)動切換電路轉(zhuǎn)入有限雙極性PWM驅(qū)動輸出，即PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第二路PWM信號PWMB和第四路PWM信號PWMD ;若輸出功率的計算值不大于第一設(shè)定功率值時，全橋功率電路仍處于移相控制方式；當(dāng)全橋功率電路處于有限雙極性控制方式時，DSP處理器電路將全橋功率電路的輸出功率計算值與移相控制方式下全橋功率電路輕載點(diǎn)的第二設(shè)定功率值進(jìn)行比較，若輸出功率的計算值小于第二設(shè)定功率值，DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳7輸出高電平給第一數(shù)據(jù)選擇器Yl和第二數(shù)據(jù)選擇器Y2的數(shù)據(jù)選擇引腳SEL1、SEL2，PWM驅(qū)動切換電路轉(zhuǎn)入移相控制PWM驅(qū)動輸出，即PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第一路PWM信號PWMA和第三路PWM信號PWMC ;若輸出功率的計算值不小于第二設(shè)定功率值時，全橋功率電路仍處于有限雙極性控制方式。上述第一設(shè)定功率值大于第二設(shè)定功率值，且第一設(shè)定功率值與第二設(shè)定功率值的差值滿足PWM驅(qū)動信號不被頻繁切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)輸出。DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳7在DSP處理器電路剛開始上電工作時均輸出高電平，PWM驅(qū)動切換電路選擇輸出第一路PWM信號PWMA和第三路PWM信號PWMC，即全橋功率電路開始上電工作時均為移相控制方式下的PWM信號驅(qū)動。可見，通過對DSP處理器的PWM信號的控制，可以實現(xiàn)移相PWM驅(qū)動信號與有限雙極性PWM驅(qū)動信號在PWM周期起始時的無縫轉(zhuǎn)換，不影響系統(tǒng)工作。全橋功率電路在輕載或者空載時采用移相控制方式，解決了有限雙極性控制方式下?lián)p耗嚴(yán)重的問題；全橋功率電路在重載時采用有限雙極性控制方式，也解決移相控制方式時實現(xiàn)軟開關(guān)范圍小、存在環(huán)流損耗、IGBT發(fā)熱大等問題。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下對本具體實施例做出各種修改或補(bǔ)充或者采用類似的方式替代，但是這些改動均落入本實用新型的保護(hù)范圍。因此本實用新型技術(shù)范圍不局限于上述實施例。
權(quán)利要求1.一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，其特征在于包括DSP處理器電路、輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路及全橋功率電路；所述DSP處理器電路分別與輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路連接；所述全橋功率電路分別與輸出電壓及電流反饋電路和PWM驅(qū)動電路連接；所述PWM驅(qū)動切換電路還與PWM驅(qū)動電路連接；所述DSP處理器電路用于產(chǎn)生6路PWM信號，并根據(jù)輸出電壓和輸出電流來決定對全橋功率電路采用移相控制方式還是有限雙極性控制方式，同時提供選擇信號給PWM驅(qū)動切換電路；所述PWM驅(qū)動切換電路根據(jù)DSP處理器電路提供的選擇信號對PWM信號進(jìn)行選擇，以實現(xiàn)移相控制方式和有限雙極性控制方式的選擇；所述PWM驅(qū)動電路用于對DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號進(jìn)行放大到足以驅(qū)動全橋功率電路的功率開關(guān)管；所述輸出電壓及電流反饋電路用于對全橋功率電路的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，并提供給DSP處理器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，其特征在于所述DSP處理器電路產(chǎn)生的6路PWM信號中第一路PWM信號、第三路PWM信號、第五路PWM信號和第六路PWM信號組成移相控制方式下所需的4路PWM信號；第二路PWM信號、第四路PWM信號、第五路PWM信號和第六路PWM信號組成有限雙極性控制方式下所需的4路PWM信號；第五路PWM信號和第六路PWM信號為移相控制方式和有限雙極性控制方式的共用PWM信號，由DSP處理器電路產(chǎn)生后直接提供給PWM驅(qū)動電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，其特征在于所述PWM驅(qū)動切換電路由兩個同相2選I數(shù)據(jù)選擇器組成，第一數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端連接到DSP處理器電路的第一路PWM信號引腳，第二數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端連接到DSP處理器電路的第三路PWM信號引腳；第 一數(shù)據(jù)選擇器的第二輸入端連接到DSP處理器電路的第二路PWM信號引腳，第二數(shù)據(jù)選擇器的第二輸入端連接到DSP處理器電路的第四路PWM信號引腳；第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇引腳均連接到DSP處理器電路的選擇信號輸出引腳，用來切換移相控制方式和有限雙極性控制方式下的PWM信號，選擇信號輸出引腳的信號輸出周期與DSP處理器電路產(chǎn)生的PWM信號周期相同，并且同步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，其特征在于所述全橋功率電路為DC/DC全橋變換器，包括全橋逆變器和輸出整流濾波電路。
專利摘要本實用新型公開一種移相與有限雙極性控制方式的切換電路，切換電路包括DSP處理器電路、輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路及全橋功率電路；DSP處理器電路分別與輸出電壓及電流反饋電路、PWM驅(qū)動切換電路、PWM驅(qū)動電路連接；全橋功率電路分別與輸出電壓及電流反饋電路和PWM驅(qū)動電路連接；PWM驅(qū)動切換電路還與PWM驅(qū)動電路連接。DSP處理器電路根據(jù)輸出功率判斷使用移相控制方式還是有限雙極性控制方式。本實用新型既解決了重載時移相控制下全橋功率電路損耗大具有環(huán)流、IGBT發(fā)熱嚴(yán)重、軟開關(guān)范圍小等問題，又避免了空載及輕載時有限雙極性控制下全橋功率電路損耗大的問題。
文檔編號H02M7/5387GK203086372SQ201320014918
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月12日
發(fā)明者杜貴平 申請人:華南理工大學(xué)