直流斩波电路软开关控制方法及直流斩波电路与流程

本技术涉及电路，特别是涉及一种直流斩波电路软开关控制方法及直流斩波电路。

背景技术：

1、直流斩波电路（sepic，single ended primary inductor converter）具备可升降压、输入输出同极性等优点。将直流斩波电路中的耦合电感替换为变压器还可实现输入、输出电气隔离；然而为了提升sepic直流斩波电路的工作效率，例如为了实现sepic直流斩波电路中开关管软启动，需要增加的一些元器件辅助，不仅提高了电路设计成本，其整体效率也比buck或boost电路低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高电路效率的直流斩波电路软开关控制方法及直流斩波电路。

2、本技术提供一种直流斩波电路软开关控制方法，所述方法包括：

3、获取直流斩波电路在谷底开通时的目标频率，所述目标频率是基于目标频率表达式以及在第一谷底开通的条件计算得到的，所述目标频率表达式是在改变所述直流斩波电路的开关管的开关频率使得所述直流斩波电路处于临界连续状态时，对所述直流斩波电路中各目标器件的目标波形进行分析得到的；

4、基于所述目标频率驱动所述直流斩波电路的所述开关管的工作。

5、在其中一个实施例中，所述基于所述目标频率驱动所述直流斩波电路的所述开关管的工作，包括：

6、在所述目标频率等于所述直流斩波电路的当前频率的情况下，基于所述当前频率驱动所述直流斩波电路的所述开关管工作；

7、在所述目标频率大于设定值的情况下，确定所述开关管的开通谷底的序号；

8、基于所述开关管的开通谷底的序号以及所述目标频率表达式得到修正频率；

9、基于所述修正频率驱动所述直流斩波电路的所述开关管工作。

10、在其中一个实施例中，所述目标频率表达式为：

11、fs=vin×d×(1-d)/(2l×iout+vin×d×k×0.5tcr)

12、其中，fs为所述目标频率，vin为所述直流斩波电路的输入电压，d为所述直流斩波电路的所述开关管的占空比，l为所述直流斩波电路中第一电感和第二电感的并联感抗，iout为所述直流斩波电路输出的直流电流，tcr为所述直流斩波电路的谐振周期，k=2n-1，其中n为谐振谷底，n为正整数。

13、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

14、获取所述直流斩波电路处于临界连续状态时，所述直流斩波电路中各目标器件的目标波形，其中所述直流斩波电路处于临界连续状态是通过改变开关管的开关频率实现的；

15、对各所述目标器件的目标波形进行分析确定所述开关管的电流的最大值等于所述二极管的电流的最大值；

16、基于所述二极管的电流，得到所述二极管的电流的最大值与所述直流斩波电路的输出电流、所述直流斩波电路的占空比、谐振周期以及所述开关频率的第一关系；

17、获取节点电流变化关系，所述节点电流变化关系是所述直流斩波电路的第一电感的电流变化量、所述直流斩波电路的第二电感的电流变化量以及所述开关管的电流变化量之间的关系；

18、确定第一电感的电流变化关系，所述第一电感的电流变化关系是所述第一电感的电流变化量与输入电压、所述开关管的占空比、所述开关管的开关频率以及所述第一电感的电感值的关系；

19、确定第二电感的电流变化关系，所述第二电感的电流变化关系是所述第二电感的电流变化量与输入电压、所述开关管的占空比、所述开关管的开关频率以及所述第二电感的电感值的关系；

20、基于所述第一关系、所述节点电流变化关系、所述第一电感的电流变化关系以及所述第二电感的电流变化关系，得到所述目标频率表达式。

21、在其中一个实施例中，所述基于所述二极管的电流，得到所述二极管的电流的最大值与所述直流斩波电路的输出电流、所述直流斩波电路的占空比、谐振周期以及所述开关频率的第一关系，包括：

22、基于所述二极管的电流，得到所述二极管的电流的最大值、所述直流斩波电路的占空比、谐振周期以及所述开关频率与所述直流斩波电路的输出电流的第二关系；

23、对所述第二关系进行整理，得到所述二极管的电流的最大值与所述直流斩波电路的输出电流、所述直流斩波电路的占空比、谐振周期以及所述开关频率的第一关系。

24、在其中一个实施例中，所述获取节点电流变化关系，包括：

25、获取所述开关管导通时的节点电流关系，所述节点电流关系为所述第一电感的电流与所述第二电感的电流的和为所述开关管的电流；

26、基于伏秒定律以及所述节点电流关系，得到节点电流变化关系。

27、在其中一个实施例中，所述确定第一电感的电流变化关系，包括：

28、基于所述开关管的开关频率以及所述第一电感的电感值，得到所述第一电感的感抗值；

29、基于所述输入电压以及所述开关管的占空比得到所述第一电感的有效电压；

30、基于所述第一电感的感抗值以及所述第一电感的有效电压，得到所述第一电感的电流变化关系。

31、在其中一个实施例中，所述确定第二电感的电流变化关系，包括：

32、基于所述开关管的开关频率以及所述第二电感的电感值，得到所述第二电感的感抗值；

33、基于所述输入电压以及所述开关管的占空比得到所述第二电感的有效电压；

34、基于所述第二电感的感抗值以及所述第二电感的有效电压，得到所述第二电感的电流变化关系。

35、在其中一个实施例中，所述基于所述第一关系、所述节点电流变化关系、所述第一电感的电流变化关系以及所述第二电感的电流变化关系，得到所述目标频率表达式，包括：

36、基于所述第一关系、所述节点电流变化关系以及所述第一电感的电流变化关系，得到所述第二电感的电流变化与所述直流斩波电路的输出电流、所述直流斩波电路的占空比、谐振周期、所述开关频率、所述输入电压、所述第一电感的电感值的目标关系；

37、基于所述目标关系以及所述第二电感的电流变化关系，得到所述目标频率表达式。

38、在其中一个实施例中，所述第二电感为变压器，所述确定第二电感的电流变化关系，包括：

39、基于所述开关管的开关频率、所述第二电感的电感值以及所述变压器的变比，得到所述第二电感的感抗值；

40、基于所述输入电压以及所述开关管的占空比得到所述第二电感的有效电压；

41、基于所述第二电感的感抗值以及所述第二电感的有效电压，得到所述第二电感的电流变化关系。

42、第二方面，本技术还提供一种直流斩波电路，采用如上述的方法驱动。

43、上述直流斩波电路软开关控制方法及直流斩波电路，先将直流斩波电路开关管的开关频率改变，使得直流斩波电路处于临界连续状态，得到直流斩波电路中各目标器件的目标波形，对该些目标波形进行分析得到直流斩波电路在谷底开通时的目标频率，进而基于所述目标频率驱动所述直流斩波电路的所述开关管工作，从而实现直流斩波电路在谷底开通，这样不需要额外的功率器件即可实现直流斩波电路在谷底开通，降低电路损耗，提高电路效率。