一种基于能量回馈的四脉冲间歇控制方法与流程

本发明涉及开关电源领域，尤其涉及一种谐振变换电路、开关电源、电子设备及基于能量回馈的四脉冲间歇控制方法。

背景技术：

1、在开关电源领域，llc谐振变换器由于具有软开关、功率密度高、emi低等优点被广泛应用，通常，谐振变换器采用pfm控制方式控制输出功率，然而谐振变换器中存在寄生电容，当负载较轻时，谐振变换器需要提高开关频率，减少直流增益来降低输出功率，此时寄生电容会使谐振变换器产生高频增益失真，导致输出电压泵升，同时较高的开关频率也会导致较高的开关损耗，导致变换器效率下降，对此，相关技术中通常采用间歇运行的方式控制变换器，即在变换器的单个周期内，控制变换器运行一段时间后，使变换器谐振停止一段时间，该方法能够避免谐振变换器在轻载时出现电压增益失真和效率下降。

2、上述相关技术中的方法的弊端在于，间歇模式下变换器在每个周期开始时，由于谐振腔能量耗尽，因此触发第一个脉冲时开关管均为硬开关，使开关管损耗较大，导致变换器的转换效率较低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种谐振变换电路，通过控制器在逆变电路的每个控制周期内，先对整流电路进行控制，以将整流电路侧的能量回馈值逆变电路，并利用该能量对逆变电路中的开关管的寄生电容进行充放电，使逆变电路在控制器输入第一个触发脉冲时能够实现零电压导通，从而使变换电路采用间歇模式运行时不会存在硬开关现象，同时也为整流电路侧的能量提供释放通道，进而能够弱化整流电路侧的电压泵升效果，从而提高了变换电路的电压转换效率和稳定性。

2、本发明的第二个目的在于提出一种开关电源。

3、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

4、本发明的第四个目的在于提出一种基于能量回馈的四脉冲间歇控制方法。

5、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种谐振变换电路，包括：逆变电路、谐振电路、变压器、整流电路和控制器，逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路依次相连，逆变电路用于将第一直流电转换为第一交流电；谐振电路用于对第一交流电进行谐振；变压器用于将谐振后的第一交流电转换为第二交流电；整流电路用于对第二交流电进行整流得到第二直流电；控制器分别与逆变电路和整流电路相连，用于在逆变电路的每个控制周期内，先对整流电路进行控制，以将整流电路侧的能量回馈至逆变电路，以对逆变电路中开关管的寄生电容进行充放电，并在充放电完成后，向逆变电路输入第一个触发脉冲，以使开关管在第一个触发脉冲零电压导通。

6、根据本发明实施例的谐振变换电路，通过控制器在逆变电路的每个控制周期内，先对整流电路进行控制，以将整流电路侧的能量回馈值逆变电路，并利用该能量对逆变电路中的开关管的寄生电容进行充放电，使逆变电路在控制器输入第一个触发脉冲时能够实现零电压导通，从而使变换电路采用间歇模式运行时不会存在硬开关现象，同时也为整流电路侧的能量提供释放通道，进而能够弱化整流电路侧的电压泵升效果，从而提高了变换电路的电压转换效率和稳定性。

7、根据本发明的一个实施例，整流电路包括：第一至第四开关管，第一开关管的第一端和第三开关管的第一端相连并作为整流电路的第一输出端，第二开关管的第一端与第一开关管的第二端相连且形成有第一节点，第四开关管的第一端与第三开关管的第二端相连且形成有第二节点，第二开关管的第二端和第四开关管的第二端相连并作为整流电路的第二输出端，第一节点作为整流电路的第一输入端与变压器的副边绕组的一端相连，第二节点作为整流电路的第二输入端与变压器的副边绕组的另一端相连；其中，控制器具体用于控制第一开关管和第四开关管导通，并控制第二开关管和第三开关管断开，以将整流电路侧的能量回馈至逆变电路。

8、根据本发明的一个实施例，逆变电路包括：第五至第八开关管，第五开关管的第一端和第七开关管的第一端相连并作为逆变电路的第一输入端，第六开关管的第一端与第五开关管的第二端相连且形成有第三节点，第八开关管的第一端与第七开关管的第二端相连且形成有第四节点，第六开关管的第二端和第八开关管的第二端相连并作为逆变电路的第二输入端，第三节点作为逆变电路的第一输出端与谐振电路的第一输入端相连，第四节点作为逆变电路的第二输出端与谐振电路的第二输入端相连；其中，控制器具体用于控制第五至第八开关管断开，以给第五开关管和第八开关管的寄生电容放电，并给第六开关管和第七开关管的寄生电容充电，直至第三节点的电压等于第一直流电的正极电压，且第四节点的电压等于第一直流电的负极电压，确定充放电完成。

9、根据本发明的一个实施例，第五至第八开关管均包括体二极管。

10、根据本发明的一个实施例，控制器在向逆变电路输入第一个触发脉冲，以使开关管在第一个触发脉冲零电压导通之后，还用于基于三脉冲模式对逆变电路进行控制。

11、根据本发明的一个实施例，谐振电路包括：谐振电容、谐振电感和励磁电感，谐振电容的一端作为谐振电路的第一输入端与逆变电路的第一输出端相连，谐振电容的另一端与谐振电感的一端相连，谐振电感的另一端作为谐振电路的第一输出端与变压器的原边绕组的一端相连，励磁电感的一端与谐振电感的另一端相连，励磁电感的另一端作为谐振电路的第二输入端与逆变电路的第二输出端相连，同时作为谐振电路的第二输出端与变压器的原边绕组的另一端相连。

12、根据本发明的一个实施例，变压器为隔离变压器。

13、根据本发明的一个实施例，谐振变换电路还包括：滤波电路，滤波电路与整流电路相连，用于对第二直流电进行滤波处理。

14、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种开关电源，包括前述的谐振变换电路。

15、根据本发明实施例的开关电源，通过前述的谐振变换电路，能够使开关电源在采用间歇模式运行时不会存在硬开关现象，同时能够弱化输出侧的电压泵升效果，从而提高了开关电源的电压转换效率和稳定性。

16、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括前述的开关电源。

17、根据本发明实施例的电子设备，通过前述的开关电源，能够在电子设备轻载时依旧保持较高的电压转换效率和稳定性，从而提高电子设备的能效比和供电质量。

18、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种基于能量回馈的四脉冲间歇控制方法，应用于前述的谐振变换电路，方法包括：在逆变电路的每个控制周期内，先对整流电路进行控制，以将整流电路侧的能量回馈至逆变电路，以对逆变电路中开关管的寄生电容进行充放电；在充放电完成后，再向逆变电路输入第一个触发脉冲，以使开关管在第一个触发脉冲零电压导通。

19、根据本发明实施例的四脉冲间歇控制方法，通过在逆变电路的每个周期内，先对整流电路进行控制，以将整流电路侧的能量回馈值逆变电路，并利用该能量对逆变电路中的开关管的寄生电容进行充放电，在充放电完成后，向逆变电路输入第一个触发脉冲，以使开关管能够实现零电压导通，从而使谐振变换电路采用间歇模式运行时不会存在硬开关现象，同时也为整流电路侧的能量提供释放通道，进而能够弱化整流电路侧的电压泵升效果，从而提高了变换电路的电压转换效率和稳定性。

20、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。