本發(fā)明涉及dc-dc變換器領域，具體是一種dc-dc變換器的占空比匹配控制電路。

背景技術：

1、dc-dc變換器的應用十分廣泛，在中大功率場合常見的拓撲為半橋和全橋或其衍生拓撲形式，可以實現(xiàn)變壓器雙向勵磁提高變壓器利用率同時實現(xiàn)電氣隔離，通過控制半橋或全橋開關管的占空比實現(xiàn)輸出電壓或輸出電流的調(diào)節(jié)。當輸出過載或短路時，需要盡快減小開關管的占空比限制最大電流值，以免磁性器件飽和或器件損壞。由于過載或短路時電路中的電流在很短時間內(nèi)即會增加到很高的值，因此限流電路的響應速度必須要足夠快，通常的實現(xiàn)方法是檢測變壓器或開關管的電流值，送入比較器和一個預設的電流限值進行比較，當電流值超過限值立即關閉當前開關管并保持到下個開關周期的開啟時刻，下個開關周期開關管會再次開啟，如果電流仍然會超過限值則會再次關閉驅(qū)動。該方法通常稱作逐周期限流，即開關管的每個導通周期都會檢測和限制電流，并在下個開關周期重新開啟開關管，該方法既保證了變換器每個開關周期都持續(xù)工作，又限制了電流不超過限值，是一種可靠的限流方法。

2、由于半橋和全橋及其衍生拓撲形式的開關管通常為一對或若干對，以使變壓器可以正負半周雙向勵磁工作提高利用率，因此變壓器的正半周和負半周的總時間才是一個完整的開關周期。由于變壓器的固有特性，需要保持變壓器的正半周和負半周的伏秒平衡，否則變壓器會逐漸朝正方向或負方向不斷積累勵磁能量，最終會導致變壓器飽和進而導致變換器損壞。在該類型拓撲中，使用逐周期限流控制時會檢測變壓器或開關管的電流值，當正半周過流時關閉正半周對應的開關管，當負半周過流時關閉負半周對應的開關管，該方法與常規(guī)逐周期限流方法一致。

3、現(xiàn)有的上述方法雖然可以保證正半周和負半周均不會超過限流值，但無法保證正半周和負半周的占空比相同。當正負半周的占空比偏差較大時，會導致半橋類拓撲的電容中點電壓偏離中心值或全橋類拓撲的隔直電容電壓升高，如果偏離到超出變換器的偏壓承受極限就會導致變壓器逐漸飽和或器件電壓過應力，進而導致變換器異常或損壞；為了提高該應用場景的可靠性，通常是限制逐周期過流的次數(shù)或增大隔直電容值。使用限制逐周期過流次數(shù)的方法是當過流達到一定的次數(shù)后直接關閉變換器，然后重新啟動變換器，該方法會影響變換器的持續(xù)輸出能力和負載切換時的過渡能力。使用增大隔直電容值的方法會增加變換器的體積，在很多應用場景中難以實現(xiàn)，尤其在高壓或大電流應用場景下。

技術實現(xiàn)思路

1、對于現(xiàn)有技術中存在的上述的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種dc-dc變換器的占空比匹配控制電路，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種dc-dc變換器的占空比匹配控制電路，包括時鐘發(fā)生電路、第一鋸齒載波發(fā)生電路、第二鋸齒載波發(fā)生電路、第一驅(qū)動信號發(fā)生電路、第二驅(qū)動信號發(fā)生電路、逐周期限流電路、第一占空比匹配邏輯電路和第二占空比匹配邏輯電路；

4、所述時鐘發(fā)生電路包括觸發(fā)器rsd、與門and5和與門and6，觸發(fā)器rsd的端口c與時鐘信號clk連接，時鐘信號clk分別和與門and5的一個輸入端、與門and6的一個輸入端連接，觸發(fā)器rsd的端口q和與門and5的另一個輸入端連接，與門and5輸出端輸出時鐘信號clk1；觸發(fā)器rsd的端口d、觸發(fā)器rsd的端口和與門and6的另一個輸入端連接，與門and6輸出端輸出時鐘信號clk2；

5、所述逐周期限流電路包括比較器cmp3，比較器cmp3的正向輸入端與信號iprim連接，比較器cmp3的負向輸入端與信號ilimit連接，信號ilimit由電壓源vcc提供；比較器cmp3的輸出端輸出信號會觸發(fā)cbc；

6、所述第一鋸齒載波發(fā)生電路包括比較器cmp1、電容c1和控制開關s1，比較器cmp1的正向輸入端與調(diào)制載波信號vcomp連接，比較器cmp1的負向輸入端與斜坡信號ramp1連接；

7、基準電流源iref1的輸出端與比較器cmp1的負向輸入端連接，基準電流源iref1的輸入端接地；

8、電容c1的一端與比較器cmp1的負向輸入端連接，電容c1的另一端接地；

9、控制開關s1并聯(lián)在電容c1的兩端，控制開關s1的控制端與二極管d1負極連接，二極管d1的正極與時鐘發(fā)生電路中的時鐘信號clk1連接，時鐘信號clk1控制控制開關s1的開關閉合；

10、所述第二鋸齒載波發(fā)生電路包括比較器cmp2、電容c2和控制開關s2，比較器cmp2的正向輸入端也與調(diào)制載波信號vcomp連接，比較器cmp2的負向輸入端與斜坡信號ramp2連接；

11、基準電流源iref2的輸出端與比較器cmp2的負向輸入端連接，基準電流源iref2的輸入端接地；

12、電容c2的一端與比較器cmp2的負向輸入端連接，電容c2的另一端接地；

13、控制開關s2并聯(lián)在電容c2的兩端，控制開關s2的控制端與二極管d2負極連接，二極管d2的正極與時鐘發(fā)生電路中的時鐘信號clk2連接，時鐘信號clk2控制控制開關s2的開關閉合；

14、所述第一占空比匹配邏輯電路包括與門and1、與門and3、鎖存器rs3、比較器cmp4、第一采樣保持電路；

15、與門and1的一個輸入端與逐周期限流電路中比較器cmp3的輸出端連接，與門and1的另一個輸入端與時鐘發(fā)生電路中的觸發(fā)器rsd的端口q連接；與門and1的輸出端同時與鎖存器rs3的端口s、第一采樣保持電路連接；

16、第一采樣保持電路的輸入端與斜坡信號ramp1連接，第一采樣保持電路的輸出端和比較器cmp4的負向輸入端連接，比較器cmp4的正向輸入端與斜坡信號ramp2連接，比較器cmp4輸出端與門and3的一端輸入端連接；第一采樣保持電路的輸出端輸出信號vsh1；

17、鎖存器rs3的端口r與時鐘發(fā)生電路的輸出時鐘信號clk1連接，鎖存器rs3的端口q和與門and3的另一端輸入端連接；

18、所述第二占空比匹配邏輯電路包括與門and2、與門and4、鎖存器rs4、比較器cmp5、第二采樣保持電路；

19、與門and2的一個輸入端與逐周期限流電路中比較器cmp3的輸出端連接，與門and1的另一個輸入端與時鐘發(fā)生電路中的觸發(fā)器rsd的端口接；與門and1的輸出端同時與鎖存器rs4的端口s、第二采樣保持電路連接；

20、第二采樣保持電路的輸入端與斜坡信號ramp2連接，第二采樣保持電路的輸出端和比較器cmp5的負向輸入端連接，比較器cmp5的正向輸入端與斜坡信號ramp1連接，比較器cmp5輸出端和與門and4的一端輸入端連接；第二采樣保持電路的輸出端輸出信號vsh2；

21、鎖存器rs3的端口r與時鐘發(fā)生電路的輸出時鐘信號clk2連接，鎖存器rs4的端口q和與門and4的另一端輸入端連接；

22、所述第一驅(qū)動信號發(fā)生電路包括三輸入或門or1和鎖存器rs1；三輸入或門or1的第一輸入端與第一鋸齒載波發(fā)生電路中的比較器cmp1的輸出端連接，三輸入或門or1的第二輸入端與逐周期限流電路中比較器cmp3的輸出端連接，三輸入或門or1的第三輸入端與第二占空比匹配邏輯電路中的與門and4的輸出端連接；三輸入或門or1的輸出端與鎖存器rs1的端口r連接；

23、鎖存器rs1的端口s和時鐘發(fā)生電路的輸出時鐘信號clk1連接，鎖存器rs1的端口q與二極管d3的正極連接，二極管d3的負極輸出驅(qū)動信號g1；

24、所述第二驅(qū)動信號發(fā)生電路包括三輸入或門or2和鎖存器rs2；三輸入或門or2的第一輸入端與第二鋸齒載波發(fā)生電路中的比較器cmp2的輸出端連接，三輸入或門or1的第二輸入端與逐周期限流電路中比較器cmp3的輸出端連接，三輸入或門or1的第三輸入端與第一占空比匹配邏輯電路中的與門and3的輸出端連接；三輸入或門or1的輸出端與鎖存器rs2的端口r連接；

25、鎖存器rs2的端口s和時鐘發(fā)生電路的輸出時鐘信號clk2連接，鎖存器rs2的端口q與二極管d4的正極連接，二極管d4的負極輸出驅(qū)動信號g2。

26、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的信號iprim為變壓器的電流波形信號。

27、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的信號ilimit為電流限值信號。

28、作為本發(fā)明再進一步的方案：所述時鐘信號clk為pwm控制的時鐘信號，為變換器一個完整開關頻率的二倍，時鐘信號clk1和時鐘信號clk2為時鐘信號clk信號的二分頻且交錯180°的時鐘信號。

29、作為本發(fā)明再進一步的方案：所述斜坡信號ramp1和斜坡信號ramp2為兩路交錯180°的鋸齒載波，與時鐘信號clk1和時鐘信號clk2的時序?qū)?/p>

30、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

31、本發(fā)明利用采樣保持電路、比較電路以及組合邏輯電路，在變換器進入逐周期限流時采樣保持當前半周逐周期限流的占空比值，并通過相應邏輯電路將該占空比值復制到另一半周，且該功能僅對當前周期生效，下一個開關管周期重新檢測過流狀態(tài)，防止占空比復制影響變換器的正常控制和工作。該方法使得變換器的兩路開關管驅(qū)動的占空比實現(xiàn)匹配，減少兩路占空比的偏差，使一個完整開關周期內(nèi)的正負半周導通時間相等，保持變壓器的伏秒平衡，防止磁性器件飽和和器件電壓過應力，且無需增加主功率電路器件，可以提高變換器的可靠性和持續(xù)輸出能力，提高負載適應性。