一种变频开关电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种变频开关电路，用于实现开关电路中的零电压开启。本发明专利技术实施例方法包括：具有辅助绕组的电感L1，第一比例积分微分PID控制器，脉冲宽度调制PWM单元，所述第一PID控制器用于根据设定的第一参考电压与检测信号的偏差PWM单元调整所述PWM单元输出信号的频率，使得所述第一开关管T1满足零电压开启的条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路领域，尤其涉及一种变频开关电路。
技术介绍
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulat1n)控制集成电路和金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)构成。若开关电源按硬开关模式工作，则开通时，开关器件的电流上升和电压下降同时进行；关断时，电压上升和电流下降同时进行。电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急速增加。为了克服硬开关模式的缺陷，行业内提出了软开关模式，即零电压开关(ZVS，Zero Voltage Switch)的工作模式。在现有技术中，通过检测开关管电流来确定开关管的开关时间，以实现ZVS工作模式。具体请参阅图1，图1为同步Buck电路，需要实现开关管Tl的零电压开启。在图1的电路中，Cl和C2分别为电容，Tl和T2分别为开关管，LI为电感，OPl为比较器，Rl为电阻。其中，Tl和T2互补，PWM信号发生器的分别向Tl和T2发出的脉冲信号互补，存在死区。PWM信号发生器的会分别向Tl和T2发出驱动信号(高电平的脉冲信号为驱动信号)，当PWM信号发生器发出Tl的驱动信号时，电感LI的电流上升；当PWM信号发生器发出T2的驱动信号时，电感LI的电流下降，当所述电感LI的电流下降到一个负阈值后，比较器OPl翻转，发出周期结束信号，结束上个周期，开启下个周期，实现上管的ZVS。在上述现有技术的电路中，需要设置一个电阻与开关管T2串联，会降低电流检测的效率；并且，由于开关管T2—端输出的负向电流太小，导致比较器OPl对PWM信号控制的精度低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种变频开关电路，用于实现开关电路中的零电压开启。本专利技术实施例第一方面提供的变频开关电路，包括:电感LI，第一比例积分微分PID控制器，脉冲宽度调制PWM单元，第一开关管Tl和第二开关管T2 ;所述PWM单元包括:第一信号输入端，第二信号输入端，第一信号输出端和第二信号输出端；所述电感LI为附带有辅助绕阻的电感，所述电感LI包括有高压侧和低压侧，所述低压侧的一端通过所述第一 PID控制器与所述第一信号输入端连接；所述第一信号输出端与所述第一开关管Tl的信号输入端连接，所述第二信号输出端与所述第二开关管T2的信号输入端连接；所述第一 PID控制器用于根据设定的第一参考电压与第一检测电压的偏差调整输出大小，使得所述第一开关管Tl满足零电压开启的条件；所述第一检测电压为所述第一PID控制器的检测电压，所述第一参考电压为零电压开关ZVS的参考电压。在第一方面的第一种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:第二 PID控制器；所述第二 PID控制器的一端与所述第二信号输入端连接，所述第二 PID控制器的另一端与所述电感LI的高压侧的一端连接；所述第二 PID控制器用于根据设定的第二参考电压以及第二检测电压调节所述PWM单元输出PWM信号的占空比来稳定变频开关电路的输出电压，所述第二检测电压为所述第二 PID控制器的检测电压，所述第二参考电压为所述变频开关电路的输出参考电压。在第一方面的第二种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:第一电容Cl，第二电容C2 ；所述第一电容Cl的一端与所述第一开关管Tl的一端连接，所述第一电容Cl的另一端与所述第二开关管T2的一端连接；所述第二电容C2的一端与所述电感LI的高压侧的一端连接，所述第二电容C2的另一端与所述第二开关管T2的一端连接。结合第一方面的第二种可能实现的方法，在第三种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2 ;所述第一分压电阻Rl的一端与所述电感LI的高压侧的一端连接，所述第一分压电阻Rl的另一端与所述第二 PID控制连接；所述第二分压电阻R2的一端与所述第二 PID控制连接，所述第二分压电阻R2的另一端与所述第二电容C2的一端连接。在第一方面的第四种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:比较器OPl ;所述比较器OPl的信号输出端与所述PWM单元的第一信号输入端连接，所述比较器OPl的第一信号输入端与所述第一 PID控制器连接，所述比较器OPl的第二信号输入端与波形生成器连接，所述波形生成器用于向所述比较器OPl的第二信号输入端输出与开关周期同步的三角波或与电感LI的电流相近的波形。本专利技术实施例第二方面提供的变频开关电路，包括:电感LI，第一 PID控制器，PWM单元控制器，第一开关管Tl，第二开关管T2，第三开关管T3和第四开关管T4 ;所述PWM单元包括:第一信号输入端，第二信号输入端，第一信号输出端，第二信号输出端，第三信号输出端和第四信号输出端；所述电感LI为附带有辅助绕阻的电感，所述电感LI包括有高压侧和低压侧，所述低压侧的一端通过所述第一 PID控制器与所述第一信号输入端连接；所述高压侧的一端分别与所述第一开关管Tl和所述第二开关管T2连接，所述高压侧的另一端分别与所述第三开关管T3和所述第四开关管T4连接；所述第一信号输出端与所述第一开关管Tl的信号输入端连接，所述第二信号输出端与所述第二开关管T2的信号输入端连接，所述第三信号输出端与所述第三开关管T3的信号输入端连接，所述第四信号输出端与所述第四开关管T4的信号输入端连接；所述第一 PID控制器用于根据设定的第一参考电压与检测信号的偏差调整输出大小，使得所述第一开关管Tl和T4满足零电压开启的条件；所述第一检测电压为所述第一PID控制器的检测电压，所述第一参考电压为零电压开关ZVS参考电压。在第二方面的第一种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:第二 PID控制器；所述第二 PID控制器的一端与所述第二信号输入端连接，所述第二 PID控制器的另一端与所述电感LI的高压侧的一端连接；所述第二 PID控制器用于根据设定的第二参考电压以及第二检测电压调节所述PWM单元输出PWM信号的占空比来稳定变频开关电路的输出电压，所述第二检测电压为所述第二 PID控制器的检测电压，所述第二参考电压为所述变频开关电路的输出参考电压。在第二方面的第二种可能实现的方法中，所述变频开关电路还包括:比较器OPl ;所述比较器OPl的信号输出端与所述PWM单元的第一信号输入端连接，所述比较器OPl的第一信号输入端与所述第一 PID控制器连接，所述比较器OPl的第二信号输入端与波形生成器连接，所述波形生成器用于向所述比较器OPl的第二信号输入端输出与开关周期同步的三角波或与电感LI的电流相近的波形。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点:在本专利技术实施例中，通过PID控制器检测电感LI两端电压，实现了对第一开关管Tl和T4的电压检测，避免了在第二开关管T2侧串联电阻，减小了损耗，提高了效率；并且，本专利技术实施例的方案，电感两端的电压较大因此容易检测，避免了使用电阻检测电流干扰大，且精度较差的问题。【附图说明】...

【技术保护点】
一种变频开关电路，其特征在于，包括：电感(L1)，第一比例积分微分PID控制器，脉冲宽度调制PWM单元，第一开关管(T1)和第二开关管(T2)；所述PWM单元包括：第一信号输入端，第二信号输入端，第一信号输出端和第二信号输出端；所述电感(L1)为附带有辅助绕阻的电感，所述电感(L1)包括有高压侧和低压侧，所述低压侧的一端通过所述第一PID控制器与所述第一信号输入端连接；所述第一信号输出端与所述第一开关管(T1)的信号输入端连接，所述第二信号输出端与所述第二开关管(T2)的信号输入端连接；所述第一PID控制器用于根据设定的第一参考电压与第一检测电压的偏差调整输出大小，使得所述第一开关管(T1)满足零电压开启的条件；所述第一检测电压为所述第一PID控制器的检测电压，所述第一参考电压为零电压开关ZVS的参考电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘策，刘旭君，贾超，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44