【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子电路，尤其涉及一种直流转换器的控制方法和控制设备。
技术介绍
1、高效率和高功率密度的直流转换器对电力电子产业的快速发展至关重要，从2g到5g功率放大器的电源电量使用量不断上升，这要求快速的负载瞬态响应、高功率密度和高效率。5g功率放大器的电源需求可由隔离型直流转换器满足，但是这些隔离型直流转换器的效率低于使用者的预期，此时需要从更全面的角度来观察5g功率放大器的电源需求，最终导致采用了非隔离型直流转换器，因为隔离型转换器会增加转换器的板尺寸并且降低转换器的效率。
2、为了实现高效率和高功率密度，需要在直流转换器实现零电压开启，因此，如何对直流转换器进行控制，以实现零电压开启成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种直流转换器的控制方法和控制设备，用以在直流转换器中实现所有开关管的零电压开启。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种直流转换器的控制方法，所述方法应用于控制设备，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；
4、根据本控制设备的pi控制单元的控制输出值，确定所述直流转换器当前的目标工作条件；其中，所述直流转换器的工作条件包括工作在临界负载、以及临界负载以上至重负载的第一工作条件和工作在临界负载以下至轻负载的第二工作条件；
5、按照与所述目标工作条件匹配的计算公式，根据所述控制输出值、所述输入端的第一电压、所述输出端的第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于所述第一开关信号的相移角；
6、根据所述第一开关信号的占空比、所述第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，确定用于控制所述第三开关管的第三开关信号的占空比、用于控制所述第四开关关的第四开关信号的占空比、以及所述第四开关信号相对于所述第三开关信号的相移角；
7、生成第一开关信号、第二开关信号、第三开关信号和第四开关信号，并利用所述第一开关信号、所述第二开关信号、所述第三开关信号和所述第四开关信号对所述直流转换器进行控制，以实现零电压开启。
8、本申请第二方面提供一种直流转换器的控制设备，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；所述控制设备包括所述控制设备数字控制单元和pwm信号生成单元，其中，
9、所述数字控制单元，用于根据本控制设备的pi控制单元的控制输出值，确定所述直流转换器当前的目标工作模式；所述直流转换器的工作模式包括工作在临界负载、以及临界负载以上至重负载的第一工作条件和工作在临界负载以下至轻负载的第二工作条件；
10、所述数字控制单元，用于按照与所述目标工作模式匹配的计算公式，根据所述控制输出值、所述输入端的第一电压、所述输出端第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于所述第一开关信号的相移角；
11、所述数字控制单元，根据所述第一开关信号的占空比、所述第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，确定用于控制所述第三开关管的第三开关信号的占空比、用于控制所述第四开关管的第四开关信号的占空比、以及所述第四开关信号相对于所述第三开关信号的相移角；
12、所述pwm信号生成单元，用于基于所述数字控制单元的输出生成第一开关信号、第二开关信号、第三开关信号和第四开关信号，并利用所述第一开关信号、所述第二开关信号、所述第三开关信号和所述第四开关信号对所述直流转换器进行控制，以实现零电压开启。
13、本申请提供的直流转换器的控制方法，所述方法应用于控制设备，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；所述方法通过根据本控制设备的pi控制单元的控制输出值，确定所述直流转换器当前的目标工作条件，并按照与所述目标工作条件匹配的计算公式，根据所述控制输出值、所述输入端第一电压、所述输出端第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，进而根据所述第一开关信号的占空比、所述第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于所述第一开关信号的相移角，确定用于控制所述第三开关管的第三开关信息、用于控制所述第四开关管的第四开关信号的占比空、以及所述第四开关信号相对于第三开关信号的相移角，从而生成第一开关信号、第二开关信号、第三开关信号和第四开关信号，并利用所述第一开关信号、所述第二开关信号、所述第三开关信号和所述第四开关信号对所述直流转换器进行控制。这样，基于控制输出值确定目标工作条件，从而基于目标工作条件确定并生成相应的开关信号，最后基于生成的开关信号对直流转换器进行控制。这样，可以在直流转换器中实现所有开关的零电压开启，以实现高效率和高功率密度。
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1.一种直流转换器的控制方法，其特征在于，所述直流转换器的控制方法应用于控制设备，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据本控制设备的控制单元的控制输出值，确定所述直流转换器当前的目标工作条件，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述目标工作条件为第一工作条件时，所述根据所述控制输出值、所述第一电压、所述第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，包括：
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5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电压、零电压开启电流和所述电感值，计算所述第二能量循环阶段的第四时长，包括：
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电压、所述零电压开启电流、所述电感值、所述第二电压和所述第一时长，计算所述第四时长，包括：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据负的零压开启电流、所述第一时长、所述第四时长、所述第一电压和所述第二电压，计算所述第一能量循环阶段的结束电流，包括：
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时长、所述零压开启电流、所述电感值和所述第一电压，计算所述相移角，包括：
9.一种控制设备，其特征在于，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；所述控制设备包括数字控制单元和PWM信号生成单元，其中，
10.根据权利要求9所述的控制设备，其特征在于，所述数字控制单元，具体用于在所述控制输出值大于或者等于零时，确定所述目标工作条件为第一工作条件；在所述控制输出值小于零时，确定所述目标工作条件为第二工作条件；其中，所述直流转换器工作在重负载和临界负载时均包括谐振充电阶段、第一能量循环阶段、谐振放电阶段和第二能量循环阶段；所述直流转换器工作在临界负载时包括所述第一能量循环阶段、所述谐振放电阶段和所述第二能量循环阶段；
...【技术特征摘要】
1.一种直流转换器的控制方法，其特征在于，所述直流转换器的控制方法应用于控制设备，所述控制设备用于对直流转换器进行控制，所述直流转换器包括第一半桥电路、第二半桥电路和谐振电路；其中，所述第一半桥电路为由第一开关管和第三开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输出端；所述第二半桥电路为由第二开关管和第四开关管组成的半桥电路，其构成所述直流转换器的输入端；所述谐振电路包括电容和电感，所述电容和所述电感串联，且所述谐振电路的两端分别与所述第一半桥电路和所述第二半桥电路的桥臂中点连接；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据本控制设备的控制单元的控制输出值，确定所述直流转换器当前的目标工作条件，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述目标工作条件为第一工作条件时，所述根据所述控制输出值、所述第一电压、所述第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述目标工作条件在第二工作条件时，所述根据所述控制输出值、所述第一电压、所述第二电压、所述电感的电感值、以及所述电感的谐振电流，计算用于控制所述第一开关管的第一开关信号的占空比、用于控制所述第二开关管的第二开关信号的占空比、以及所述第二开关信号相对于第一开关信号的相移角，包括：
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电压、零电压开启电流和所述电感值，计算所述第二能量循...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴新科，法希姆·穆罕默德，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：
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