一種變頻開關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻開關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulat1n)控制集成電路和金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)構(gòu)成。
[0003]若開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作，則開通時(shí)，開關(guān)器件的電流上升和電壓下降同時(shí)進(jìn)行；關(guān)斷時(shí)，電壓上升和電流下降同時(shí)進(jìn)行。電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開關(guān)損耗，該損耗隨開關(guān)頻率的提高而急速增加。為了克服硬開關(guān)模式的缺陷，行業(yè)內(nèi)提出了軟開關(guān)模式，即零電壓開關(guān)(ZVS，Zero Voltage Switch)的工作模式。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，通過檢測(cè)開關(guān)管電流來確定開關(guān)管的開關(guān)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)ZVS工作模式。具體請(qǐng)參閱圖1，圖1為同步Buck電路，需要實(shí)現(xiàn)開關(guān)管Tl的零電壓開啟。在圖1的電路中，Cl和C2分別為電容，Tl和T2分別為開關(guān)管，LI為電感，OPl為比較器，Rl為電阻。其中，Tl和T2互補(bǔ)，PWM信號(hào)發(fā)生器的分別向Tl和T2發(fā)出的脈沖信號(hào)互補(bǔ)，存在死區(qū)。PWM信號(hào)發(fā)生器的會(huì)分別向Tl和T2發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(高電平的脈沖信號(hào)為驅(qū)動(dòng)信號(hào))，當(dāng)PWM信號(hào)發(fā)生器發(fā)出Tl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，電感LI的電流上升；當(dāng)PWM信號(hào)發(fā)生器發(fā)出T2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，電感LI的電流下降，當(dāng)所述電感LI的電流下降到一個(gè)負(fù)閾值后，比較器OPl翻轉(zhuǎn)，發(fā)出周期結(jié)束信號(hào)，結(jié)束上個(gè)周期，開啟下個(gè)周期，實(shí)現(xiàn)上管的ZVS。
[0005]在上述現(xiàn)有技術(shù)的電路中，需要設(shè)置一個(gè)電阻與開關(guān)管T2串聯(lián)，會(huì)降低電流檢測(cè)的效率；并且，由于開關(guān)管T2—端輸出的負(fù)向電流太小，導(dǎo)致比較器OPl對(duì)PWM信號(hào)控制的精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變頻開關(guān)電路，用于實(shí)現(xiàn)開關(guān)電路中的零電壓開啟。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的變頻開關(guān)電路，包括:
[0008]電感LI，第一比例積分微分PID控制器，脈沖寬度調(diào)制PWM單元，第一開關(guān)管Tl和第二開關(guān)管T2 ;
[0009]所述PWM單元包括:第一信號(hào)輸入端，第二信號(hào)輸入端，第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端；
[0010]所述電感LI為附帶有輔助繞阻的電感，所述電感LI包括有高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述低壓側(cè)的一端通過所述第一 PID控制器與所述第一信號(hào)輸入端連接；
[0011]所述第一信號(hào)輸出端與所述第一開關(guān)管Tl的信號(hào)輸入端連接，所述第二信號(hào)輸出端與所述第二開關(guān)管T2的信號(hào)輸入端連接；
[0012]所述第一 PID控制器用于根據(jù)設(shè)定的第一參考電壓與第一檢測(cè)電壓的偏差調(diào)整輸出大小，使得所述第一開關(guān)管Tl滿足零電壓開啟的條件；所述第一檢測(cè)電壓為所述第一PID控制器的檢測(cè)電壓，所述第一參考電壓為零電壓開關(guān)ZVS的參考電壓。
[0013]在第一方面的第一種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:第二 PID控制器；
[0014]所述第二 PID控制器的一端與所述第二信號(hào)輸入端連接，所述第二 PID控制器的另一端與所述電感LI的高壓側(cè)的一端連接；
[0015]所述第二 PID控制器用于根據(jù)設(shè)定的第二參考電壓以及第二檢測(cè)電壓調(diào)節(jié)所述PWM單元輸出PWM信號(hào)的占空比來穩(wěn)定變頻開關(guān)電路的輸出電壓，所述第二檢測(cè)電壓為所述第二 PID控制器的檢測(cè)電壓，所述第二參考電壓為所述變頻開關(guān)電路的輸出參考電壓。
[0016]在第一方面的第二種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:第一電容Cl，第二電容C2 ；
[0017]所述第一電容Cl的一端與所述第一開關(guān)管Tl的一端連接，所述第一電容Cl的另一端與所述第二開關(guān)管T2的一端連接；
[0018]所述第二電容C2的一端與所述電感LI的高壓側(cè)的一端連接，所述第二電容C2的另一端與所述第二開關(guān)管T2的一端連接。
[0019]結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)現(xiàn)的方法，在第三種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2 ;
[0020]所述第一分壓電阻Rl的一端與所述電感LI的高壓側(cè)的一端連接，所述第一分壓電阻Rl的另一端與所述第二 PID控制連接；
[0021]所述第二分壓電阻R2的一端與所述第二 PID控制連接，所述第二分壓電阻R2的另一端與所述第二電容C2的一端連接。
[0022]在第一方面的第四種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:比較器OPl ;
[0023]所述比較器OPl的信號(hào)輸出端與所述PWM單元的第一信號(hào)輸入端連接，所述比較器OPl的第一信號(hào)輸入端與所述第一 PID控制器連接，所述比較器OPl的第二信號(hào)輸入端與波形生成器連接，所述波形生成器用于向所述比較器OPl的第二信號(hào)輸入端輸出與開關(guān)周期同步的三角波或與電感LI的電流相近的波形。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的變頻開關(guān)電路，包括:
[0025]電感LI，第一 PID控制器，PWM單元控制器，第一開關(guān)管Tl，第二開關(guān)管T2，第三開關(guān)管T3和第四開關(guān)管T4 ;
[0026]所述PWM單元包括:第一信號(hào)輸入端，第二信號(hào)輸入端，第一信號(hào)輸出端，第二信號(hào)輸出端，第三信號(hào)輸出端和第四信號(hào)輸出端；
[0027]所述電感LI為附帶有輔助繞阻的電感，所述電感LI包括有高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述低壓側(cè)的一端通過所述第一 PID控制器與所述第一信號(hào)輸入端連接；所述高壓側(cè)的一端分別與所述第一開關(guān)管Tl和所述第二開關(guān)管T2連接，所述高壓側(cè)的另一端分別與所述第三開關(guān)管T3和所述第四開關(guān)管T4連接；
[0028]所述第一信號(hào)輸出端與所述第一開關(guān)管Tl的信號(hào)輸入端連接，所述第二信號(hào)輸出端與所述第二開關(guān)管T2的信號(hào)輸入端連接，所述第三信號(hào)輸出端與所述第三開關(guān)管T3的信號(hào)輸入端連接，所述第四信號(hào)輸出端與所述第四開關(guān)管T4的信號(hào)輸入端連接；
[0029]所述第一 PID控制器用于根據(jù)設(shè)定的第一參考電壓與檢測(cè)信號(hào)的偏差調(diào)整輸出大小，使得所述第一開關(guān)管Tl和T4滿足零電壓開啟的條件；所述第一檢測(cè)電壓為所述第一PID控制器的檢測(cè)電壓，所述第一參考電壓為零電壓開關(guān)ZVS參考電壓。
[0030]在第二方面的第一種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:第二 PID控制器；
[0031]所述第二 PID控制器的一端與所述第二信號(hào)輸入端連接，所述第二 PID控制器的另一端與所述電感LI的高壓側(cè)的一端連接；
[0032]所述第二 PID控制器用于根據(jù)設(shè)定的第二參考電壓以及第二檢測(cè)電壓調(diào)節(jié)所述PWM單元輸出PWM信號(hào)的占空比來穩(wěn)定變頻開關(guān)電路的輸出電壓，所述第二檢測(cè)電壓為所述第二 PID控制器的檢測(cè)電壓，所述第二參考電壓為所述變頻開關(guān)電路的輸出參考電壓。
[0033]在第二方面的第二種可能實(shí)現(xiàn)的方法中，所述變頻開關(guān)電路還包括:比較器OPl ;
[0034]所述比較器OPl的信號(hào)輸出端與所述PWM單元的第一信號(hào)輸入端連接，所述比較器OPl的第一信號(hào)輸入端與所述第一 PID控制器連接，所述比較器OPl的第二信號(hào)輸入端與波形生成器連接，所述波形生成器用于向所述比較器OPl的第二信號(hào)輸入端輸出與開關(guān)周期同步的三角波或與電感LI的電流相近的波形。
[0035]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036]在本發(fā)明實(shí)施例中，通過PID控制器檢測(cè)電感LI兩端電壓，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一開關(guān)管Tl和T4的電壓檢測(cè)，避免了在第二開關(guān)管T2側(cè)串聯(lián)電阻，減小了損耗，提高了效率；并且，本發(fā)明實(shí)施例的方案，電感兩端的電壓較大因此容易檢測(cè)，避免了使用電阻檢測(cè)電流干擾大，且精度較差的問題。
【附圖說明】