功率变换器及其控制电路和控制方法技术

公开了一种功率变换器及其控制电路和控制方法。本发明专利技术实施例的技术方案通过使得第一控制器和第二控制器不共地以隔离第一晶体管和第二晶体管的驱动信号，从而控制第一晶体管和第二晶体管交替导通和关断以实现功率变换，且电路结构简单，易于实现，具有较低的成本。同时，通过设置功率变换器的桥臂中点作为控制电路中的第一控制器的参考地以便于采样获取反馈信号，从而实现了对功率变换器的闭环控制。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器及其控制电路和控制方法
本专利技术涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种功率变换器及其控制电路和控制方法。
技术介绍
现有技术所采用的电荷泵式半桥谐振功率变换器如图1所示，主要应用于大功率LED照明。其原边为半桥逆变电路，交流源AC经整流电路11整流后输入。电容Cr'和电感Lr'为谐振电容和谐振电感，同时，电容Cr'和电感Lr'与二极管D1'、D2'、电容C1'和电容C2'共同组成了电荷泵式PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)电路12。半桥逆变电路的开关Q1’和Q2’交替导通和关断激发出高频交流信号，通过变压器传递到副边。在副边一侧，高频交流信号经整流电路14整流后给LED负载供电。其中，半桥逆变电路的晶体管Q1’和Q2’的驱动信号必须相互隔离。在现有技术中，如图1所示，谐振电流反馈信号送入控制电路15以产生PWM(脉宽调制)信号，PWM信号经驱动变压器13将晶体管Q1'与Q2'的驱动信号隔离。但是，通过采用驱动变压器来使得晶体管Q1'和Q2'的驱动信号相隔离的方式大大增加了电路的成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种功率变换器及其控制电路和控制方法，以简化电路，节约成本。第一方面，提供一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一晶体管与第二晶体管相互串联构成的桥臂，所述控制电路包括：第一控制器，以所述功率变换器的桥臂中点为参考地，被配置为根据反馈信号生成第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一晶体管；以及第二控制器，被配置为根据所述第二控制信号控制所述第二晶体管。进一步地，所述第一控制器包括：误差放大器，被配置为根据所述反馈信号和第一参考信号生成误差信号；控制信号生成电路，被配置为根据所述误差信号生成所述第一控制信号和所述第二控制信号；以及第一驱动电路，被配置为根据所述第一控制信号生成第一驱动信号以控制所述第一晶体管的导通与关断。进一步地，所述第一控制器还包括：信号转换电路，被配置为根据所述第二控制信号生成中间信号。进一步地，所述信号转换电路被配置为在所述第二控制信号无效时，使得所述中间信号的值等于上拉电压端的电压值，在所述第二控制信号有效时，使得所述中间信号的值等于所述功率变换器的桥臂中点的电压值。进一步地，所述信号转换电路包括：反相器，被配置为将所述第二控制信号反相；第一开关，第一端连接至所述上拉电压端，控制端接收经反相的所述第二控制信号；第二开关，第一端连接至所述功率变换器的桥臂中点，控制端接收所述第二控制信号；所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接至公共连接端，所述公共连接端作为所述信号转换电路的输出端以输出所述中间信号。进一步地，所述第二控制器包括：比较器，被配置为根据所述中间信号和第二参考信号生成第三控制信号；第二驱动电路，被配置为根据所述第三控制信号生成第二驱动信号以控制所述第二晶体管的导通与关断。进一步地，所述第二控制器以所述功率变换器的接地端为参考地。进一步地，所述反馈信号用于表征所述功率变换器的谐振电流。进一步地，所述第二参考信号的值由所述上拉电压端的电压值和所述第二晶体管的体二极管的导通压降决定。第二方面，提供一种功率变换器，包括：一组桥臂，包括相互串联的第一晶体管和第二晶体管；谐振电路，包括电感元件和电容元件；以及如上所述的控制电路。进一步地，所述功率变换器还包括：电荷泵电路，被配置为与所述谐振电路共同进行功率因数校正。第三方面，提供一种功率变换器的控制方法，所述功率变换器包括第一晶体管和第二晶体管相互串联构成的桥臂，所述控制方法包括：根据反馈信号生成第一控制信号和第二控制信号；其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号以所述功率变换器的桥臂中点为参考地；根据所述第一控制信号产生第一驱动信号控制所述第一晶体管；根据所述第二控制信号产生第二驱动信号控制所述第二晶体管；其中，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号不共地。进一步地，根据所述第二控制信号控制所述第二晶体管包括：根据所述第二控制信号生成中间信号；根据所述中间信号生成所述第三控制信号；根据所述第三控制信号产生所述第二驱动信号控制所述第二晶体管。进一步地，在所述第二控制信号无效时，所述中间信号的值等于上拉电压端的电压值，在所述第二控制信号有效时，所述中间信号的值等于所述功率变换器的桥臂中点的电压值。本专利技术实施例的技术方案通过使得第一控制器和第二控制器不共地以隔离第一晶体管和第二晶体管的驱动信号，从而控制第一晶体管和第二晶体管交替导通和关断以实现功率变换，且电路结构简单，易于实现，具有较低的成本。同时，通过设置功率变换器的桥臂中点作为控制电路中的第一控制器的参考地以便于采样获取反馈信号，从而实现对功率变换器的反馈控制。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是现有技术的功率变换器的电路图；图2是本专利技术实施例的功率变换器的电路图；图3是本专利技术实施例的一个实施方式的控制电路的电路图；图4是本专利技术实施例的控制电路的工作波形图；图5是本专利技术实施例的控制方法的流程图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图2是本专利技术实施例的功率变换器的电路图。图3是本专利技术实施例的一个实施方式的控制电路的电路图。如图2所示，本实施例的功率变换器2包括整流电路21、电荷泵电路22、谐振电路23、控制电路24、桥臂25和整流电路26。其中，整流电路21连接在交流电源AC和电荷泵电路22之间，被配置为将交流电转换为直流电后输出给电荷泵电路22。整流电流26接收来自副边Lo的交流电并将其转换为直流电后给负载供电。桥臂25为一个半桥逆变电路，包括晶体管Q1和晶体管Q2。应理解，晶体管Q1和Q2可以采用金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)、双极性晶体管(BJT)以及绝缘栅型晶体管(IGBT)等电控开关元件。电荷泵电路22被配置为接收整流电路21输出的直流电并对其进行直流-直流变换以与谐振电路23共同实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一晶体管与第二晶体管相互串联构成的桥臂，其特征在于，所述控制电路包括：第一控制器，以所述功率变换器的桥臂中点为参考地，被配置为根据反馈信号生成第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一晶体管；以及第二控制器，被配置为根据所述第二控制信号控制所述第二晶体管。

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器的控制电路，所述功率变换器包括第一晶体管与第二晶体管相互串联构成的桥臂，其特征在于，所述控制电路包括：第一控制器，以所述功率变换器的桥臂中点为参考地，被配置为根据反馈信号生成第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一晶体管；以及第二控制器，被配置为根据所述第二控制信号控制所述第二晶体管。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制器包括：误差放大器，被配置为根据所述反馈信号和第一参考信号生成误差信号；控制信号生成电路，被配置为根据所述误差信号生成所述第一控制信号和所述第二控制信号；以及第一驱动电路，被配置为根据所述第一控制信号生成第一驱动信号以控制所述第一晶体管的导通与关断。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制器还包括：信号转换电路，被配置为根据所述第二控制信号生成中间信号。4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述信号转换电路被配置为在所述第二控制信号无效时，使得所述中间信号的值等于上拉电压端的电压值，在所述第二控制信号有效时，使得所述中间信号的值等于所述功率变换器的桥臂中点的电压值。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述信号转换电路包括：反相器，被配置为将所述第二控制信号反相；第一开关，第一端连接至所述上拉电压端，控制端接收经反相的所述第二控制信号；第二开关，第一端连接至所述功率变换器的桥臂中点，控制端接收所述第二控制信号；所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接至公共连接端，所述公共连接端作为所述信号转换电路的输出端以输出所述中间信号。6.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述第二控制器包括：比较器，被配置为根据所述中间信号和第二参考信号生成第三控制信号；第二驱动电路，被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建，金津，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33