交错并联拓扑的控制方法、结构和AC/DC电源技术

本发明专利技术涉及电源设计技术领域，具体公开了一种交错并联拓扑的控制方法、结构和AC/DC电源，该结构包括控制器和主电路，主电路包括一个电感、第一桥臂电路和第二桥臂电路，第一桥臂电路包括预设数量条通路，各个通路的中间节点均通过电感接入交流电源的一端，第二桥臂电路的中间节点接入交流电源的另一端，该方法包括：根据交流电源的输出电压的状态控制第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，并在任意一个慢速开关管的导通期间，根据预设开关周期依次控制通路中的各个快速开关管交替导通。本发明专利技术实施例在不增加电感的前提下，控制预设开关周期中的任意时刻仅有一个快速开关管导通，实现了降低交流输入时电流的纹波，提高电源的功率密度。功率密度。功率密度。

【技术实现步骤摘要】
交错并联拓扑的控制方法、结构和AC/DC电源


[0001]本专利技术涉及电源
，尤其涉及一种交错并联拓扑的控制方法、结构和AC/DC电源。

技术介绍

[0002]目前，随着电力电子技术的发展越来越迅速，电子设备的小型化和高功率密度已经成为产品竞争力与技术水平的体现。其中，功率因素校正技术作为改善电能质量的有效手段，在电力电子中得到了广泛的应用。
[0003]而随着高功率电子装置的应用，对高功率电源的需求也越来越多，传统的PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）难以实现高功率电源设计，因此，现有技术通常采用交错并联PFC拓扑结构来解决以上问题，与传统电源电路拓扑结构相比，交错并联技术是并联技术的一种改进，通过采用交错并联拓扑能够减小交流输入时电流的纹波。但是，在现有技术的交错并联拓扑结构的控制方法中，通常通过提高增加拓扑路数来提高电源的性能，但是电感的数量也会对应增加，从而增加了电路的体积，使得电源的功率密度变差。
[0004]因此，如何在保证电源性能的基础上，提高电源的功率密度成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对于现有技术存在的问题，本专利技术提供一种交错并联拓扑的控制方法、结构和AC/DC电源，以实现在降低交流输入时电流的纹波的基础上，提高电源的功率密度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种交错并联拓扑的控制方法，应用于所述交错并联拓扑结构，所述交错并联拓扑结构包括控制器和主电路，所述主电路包括一个电感、第一桥臂电路和第二桥臂电路，所述第一桥臂电路包括预设数量条通路，各条所述通路的中间节点相互连接，其中，每条所述通路包括至少两个快速开关管串联，各个所述通路的中间节点均用于通过所述电感接入交流电源的一端，所述第二桥臂电路的中间节点用于接入所述交流电源的另一端，所述方法包括：根据所述交流电源的输出电压的状态控制所述第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，并在任意一个所述慢速开关管的导通期间，根据预设开关周期依次控制所述通路中的各个快速开关管交替导通。
[0007]在一种实施例中，所述电感的一端用于连接各条所述通路的中间节点，所述电感的另一端用于接入所述交流电源的一端，所述交流电源的另一端用于接入所述第二桥臂电路的中间节点，所述方法还包括：根据当前时刻各个所述快速开关管和各个所述慢速开关管的导通状态，确定所述电感的状态，其中，所述电感的状态包括充电状态和放电状态。
[0008]在一种实施例中，所述第二桥臂电路包括位于上桥臂的第一慢速开关管和位于下
桥臂的第二慢速开关管，所述根据所述交流电源的输出电压的状态控制所述第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，包括：当所述输出电压的状态处于负半周时，控制所述第一慢速开关管导通，并控制所述第二慢速开关管关断；当所述输出电压的状态处于正半周时，控制所述第二慢速开关管导通，并控制所述第一慢速开关管关断。
[0009]在一种实施例中，所述预设开关周期划分为与所述预设数量相同的若干子周期，所述根据预设开关周期依次控制所述通路中的各个快速开关管交替导通，包括：依次控制在所述预设开关周期的任一所述子周期中仅有一条所述通路的各个快速开关管交替导通。
[0010]在一种实施例中，所述第一桥臂电路包括第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路均包括两个快速开关管，所述预设开关周期包括第一子周期和第二子周期，所述依次控制在所述预设开关周期的任一所述子周期中仅有一条所述通路的各个快速开关管交替导通，包括：在所述第一子周期内，控制所述第一通路中的两个快速开关管交替导通，且所述第二通路中的两个快速开关管均关断；在所述第二子周期内，控制所述第二通路中的两个快速开关管交替导通，且所述第一通路中的两个快速开关管均关断。
[0011]在一种实施例中，每个所述子周期划分为与所述通路中的快速开关管数量相同的若干时间段，所述第一通路包括第一快速开关管和第二快速开关管，所述第二通路包括第三快速开关管和第四快速开关管，所述在所述第一子周期内，控制所述第一通路中的两个快速开关管交替导通，且所述第二通路中的两个快速开关管均关断，包括：在所述第一子周期的第一时间段内，控制所述第一快速开关管导通，所述第二快速开关管、所述第三快速开关管和所述第四快速开关管均关断；在所述第一子周期的第二时间段内，控制所述第二快速开关管导通，所述第一快速开关管、所述第三快速开关管和所述第四快速开关管均关断；所述在所述第二子周期内，控制所述第二通路中的两个快速开关管交替导通，且所述第一通路中的两个快速开关管均关断，包括：在所述第二子周期的第一时间段内，控制所述第三快速开关管导通，所述第一快速开关管、所述第二快速开关管和所述第四快速开关管均关断；在所述第二子周期的第二时间段内，控制所述第四快速开关管导通，所述第一快速开关管、所述第二快速开关管和所述第三快速开关管均关断。
[0012]在一种实施例中，所述预设开关周期等于所述预设数量与所述快速开关管的开关频率的乘积的倒数。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供一种交错并联拓扑结构，所述结构包括：控制器主电路，所述主电路包括一个电感、第一桥臂电路和第二桥臂电路，所述第一桥臂电路包括预设数量条通路，各条所述通路的中间节点相互连接，其中，每条所述通路包括至少两个快速开关管串联，各个所述通路的中间节点均连接所述电感的一端，所述电感的另一端连接交流电源的一端，所述交流电源的另一端连接所述第二桥臂电路的中间节点，所述控制器用于
执行如上述任一项所述的控制方法来控制所述第一桥臂电路和所述第二桥臂电路。
[0014]在一种实施例中，所述交错并联拓扑结构包括双向图腾柱PFC拓扑、三相维也纳PFC拓扑、三相三电平T型拓扑和三相三电平I型拓扑中的任一种。
[0015]第三方面，本专利技术实施例还提供一种AC/DC电源，所述电源包括上述任一项所述的交错并联拓扑结构。
[0016]本方明实施例提供一种交错并联拓扑结构的控制方法、结构和AC/DC电源，该方法包括：根据交流电源的输出电压的状态控制第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，并在任意一个慢速开关管的导通期间，根据预设开关周期依次控制通路中的各个快速开关管交替导通。与现有技术相比，本专利技术实施例的所述交错并联拓扑结构仅使用一个电感，各个通路的中间节点相互连接并且均与所述电感连接，同时根据交流电源的状态控制慢速开关管，并控制预设开关周期中的任意时刻仅有一个快速开关管导通，实现了增加通路的数量而不需要增加对应电感的数量，从而在降低交流输入时电流的纹波的基础上，提高了电源的功率密度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
[0018]图1示出了本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交错并联拓扑的控制方法，其特征在于，应用于交错并联拓扑结构，所述交错并联拓扑结构包括控制器和主电路，所述主电路包括一个电感、第一桥臂电路和第二桥臂电路，所述第一桥臂电路包括预设数量条通路，各条所述通路的中间节点相互连接，其中，每条所述通路包括至少两个快速开关管串联，各个所述通路的中间节点均用于通过所述电感接入交流电源的一端，所述第二桥臂电路的中间节点用于接入所述交流电源的另一端，所述方法包括：根据所述交流电源的输出电压的状态控制所述第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，并在任意一个所述慢速开关管的导通期间，根据预设开关周期依次控制所述通路中的各个快速开关管交替导通。2.根据权利要求1所述的交错并联拓扑的控制方法，其特征在于，所述电感的一端用于连接各条所述通路的中间节点，所述电感的另一端用于接入所述交流电源的一端，所述交流电源的另一端用于接入所述第二桥臂电路的中间节点，所述方法还包括：根据当前时刻各个所述快速开关管和各个所述慢速开关管的导通状态，确定所述电感的状态，其中，所述电感的状态包括充电状态和放电状态。3.根据权利要求1所述的交错并联拓扑的控制方法，其特征在于，所述第二桥臂电路包括位于上桥臂的第一慢速开关管和位于下桥臂的第二慢速开关管，所述根据所述交流电源的输出电压的状态控制所述第二桥臂电路中的各个慢速开关管交替导通，包括：当所述输出电压的状态处于负半周时，控制所述第一慢速开关管导通，并控制所述第二慢速开关管关断；当所述输出电压的状态处于正半周时，控制所述第二慢速开关管导通，并控制所述第一慢速开关管关断。4.根据权利要求1所述的交错并联拓扑的控制方法，其特征在于，所述预设开关周期划分为与所述预设数量相同的若干子周期，所述根据预设开关周期依次控制所述通路中的各个快速开关管交替导通，包括：依次控制在所述预设开关周期的任一所述子周期中仅有一条所述通路的各个所述快速开关管交替导通。5.根据权利要求4所述的交错并联拓扑的控制方法，其特征在于，所述第一桥臂电路包括第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路均包括两个快速开关管，所述预设开关周期包括第一子周期和第二子周期，所述依次控制在所述预设开关周期的任一所述子周期中仅有一条所述通路的各个快速开关管交替导通，包括：在所述第一子周期内，控制所述第一通路中的两个快速开关管交替导通，且所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭果，黄柱，何乔，
申请(专利权)人：深圳市洛仑兹技术有限公司，
类型：发明
国别省市：