The invention relates to the technical field of switching power supply, in particular to a control algorithm for switching loss management of switching power supply switch devices. This invention puts forward a new control idea. By using the flexibility of digital power supply, the switching loss of switch devices can be allocated actively between different switch devices without increasing the hardware resources and cost, and the loss pipe of each switch device in the power circuit is realized. It achieves the goal of temperature equalization and elimination of local hot spots in the power supply, and optimizes the thermal design scheme of the power supply.
【技术实现步骤摘要】
一种开关电源开关器件开关损耗管理的控制算法
本专利技术涉及开关电源
,具体涉及一种开关电源开关器件开关损耗管理的控制算法。
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;在各种电子设备中,开关电源是功率处理单元,为设备提供所需功率,是各种电子设备的核心部件。电源的热设计是开关电源设计中的重要组成部分,热设计是否优化、合理,直接影响开关电源的整机性能与可靠性。由于开关电源中的损耗多集中在功率器件,功率器件是电源中主要的发热器件;因此,开关电源的热设计以功率器件的热处理为主要对象。开关器件作为开关电源中重要的功率元件,损耗较为集中,是热设计中需要考虑的重点器件。开关器件的损耗主要包括导通损耗与开关损耗;开关损耗在高电压、高频率的应用中,在损耗中所占比非常高,通常占总损耗的5%~20%;部分硬开关高频、高压电源中,开关损耗占总损耗的30%以上。近几年,随着通讯设备、轨道交通、医疗设备、工业机器人、国防现代化建设等方面快速发展,模块电源得到更广泛的应用;受限于模块电源的尺寸,其开关频率比普通开关电源更高,因此开关损耗在总功耗中的占比更大;同时,高功率密度使模块电源的热处理更具挑战性,其中的开关器件往往是模块电源中的局部热点,成为电源的设计瓶颈。为降低开关器件的温度,消除热点,在模块电源的设计中对开关器件的热设计提出了更高的要求。由于开关器件的开关损耗在电源总损耗中占比较大,通过对开关损耗的管理、分配,可以有效的管理开关电源中开关器件的温度,实现开关电源的性能优化。本专利技术专利提出了一种新颖的控制思路, ...
【技术保护点】
一种开关电源开关器件开关损耗管理的控制算法,算法应用于存在两个或多个开关器件同时开通和(或)同时关断的功率变换电路,该类功率变换电路符合:特征一:理论上同时开通的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行开通,则此先行开通的开关器件无开通损耗,开通损耗集中在除此先行开通开关器件外的另外一个或多个开关器件上;特征二:理论上同时关断的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行关断,则关断损耗集中在此先行关断的开关器件上,除此先行关断的开关器件上不存在关断损耗。
【技术特征摘要】
1.一种开关电源开关器件开关损耗管理的控制算法,算法应用于存在两个或多个开关器件同时开通和(或)同时关断的功率变换电路,该类功率变换电路符合:特征一:理论上同时开通的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行开通,则此先行开通的开关器件无开通损耗,开通损耗集中在除此先行开通开关器件外的另外一个或多个开关器件上;特征二:理论上同时关断的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行关断,则关断损耗集中在此先行关断的开关器件上,除此先行关断的开关器件上不存在关断损耗。2.算法通过控制两个或多个开关器件的开通、关断时序,将理论上同时开通和(或)同时关断的开关器件的开通、关断进行错位控制,使其中特定的开关器件先开通,其它开关器件后开通;使其中特定的开关器件先关断,其它开关器件后关断,实现对开关器件的开关损耗的主动分配和管理。3.根据权利要求1所述的功率变换电路,其特征包括:特征一:理论上同时开通的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行开通,则此先行开通的开关器件无开通损耗,开通损耗集中在除此先行开通开关器件外的另外一个或多个开关器件上;特征二:理论上同时关断的两个或多个开关器件,令其中一个开关器件先行关断,则关断损耗集中在此先行关断的开关器件上,除此先行关断的开关器件上不存在关断损耗符合上述特征的功率变换电路包括但不限于:硬开关全桥电路、双管正激电路、双管反激电路、硬开关三电平或多电平电路、三相六开关升压PFC电路、三相六开关降压PFC电路等等。4.根据权利要求1所述的对理论上同时开通和(或)同时关断的开关器件的开通、关断的错位控制,可以采用:控制策略A:固定时序控制,即始终控制特定的开关器件先行开通和(或)先行关断,其它开关器件延后开通和(或)延后关断;控制策略B:交替时序控制,即首先控制特定的开关器件先行开通和(或)先行关断,其它开关器件延后开通和(或)延后关断,一段时间后改变控制策略,控制其它开关器件先行开通和(或)先行关断,特定的开关器件延后开通和(或)延后关断,一段时间后再恢复到原控制策略,交替控制。5.根据权利要求3所述的交替时序控制策略B,可以采用:控制策略B.1:单周期交替控制,即首开关周期控制特定的开关器件先行开通和(或)先行关断,其它开关器件延后开通和(或)延后关断,下开关周期改变控制策略,控制其它开关器件先行开通和(或)先行关断,特定的开关器件延后开通和(或)延后关断,再下周期恢复到原控制策略,交替控制。6.控制策略B.2:多周期交替控制,即首先控制N个开关周期控制特定的开关器件先行开通和(或)先行关断,其它开关...
【专利技术属性】
技术研发人员:王俊舟,杨鑫,李斌,李培永,乔宗标,
申请(专利权)人:上海英联电子系统有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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