一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法，屬于開關電源輸出控制技術領域。該系統包括死區提取電路、輸出觸發電路、電源和輸出控制電路；死區提取電路主要由3個與非門和2個D觸發器組成；輸出觸發電路主要由2個D觸發器組成；輸出控制電路由4個與門組成；電源為全橋相移式開關電源。通過全橋相移驅動電路死去提取技術、電源輸出觸發與控制技術，保證相移式全橋驅動電路工作在死區狀態時控制開關電源輸出的通斷；可有效減小對開關管和負載的沖擊，提高開關電源的可靠性和負載的安全性。

Full bridge phase shift type switching power supply output control system and method

The invention relates to a full bridge phase shift switching power supply output control system and a method, belonging to the technical field of switching power supply output control. The system includes a dead time extraction circuit, trigger circuit, output power and output control circuit composed of the dead; extraction circuit is mainly composed of 3 NAND and 2 D flip-flop; component output trigger circuit is mainly composed of 2 D flip-flop; the output control circuit is composed of 4 gate; power supply for the phase shifted full bridge switching power supply. The drive circuit and the control technology of die trigger extraction technology, the power output by the phase shifted full bridge, ensure the phase shifted full bridge driving circuit of the switching power supply output through the control work in the dead state; can effectively reduce the impact of the load on the switch and switch power supply, improve the reliability and safety of the load.

【技術實現步驟摘要】
一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法
本專利技術涉及一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法，尤其涉及一種能夠在開關電源全橋驅動電路工作在死區(deadtime)狀態時控制開關電源輸出通斷的技術，屬于開關電源輸出控制

技術介紹
全橋相移式開關電源是一種常用直流電源拓撲結構，具有輸入電壓范圍寬、轉換效率高、輸出紋波小和工作穩定等特點，被廣泛運用于高電壓、大功率直流電源。普通的全橋相移式開關電源存在著不在死區開關機時對開關管和負載沖擊較大的缺陷，容易造成開關管和負載的性能下降甚至損壞。采用輸出死區控制電路的全橋相移式開關電源，可有效減小對開關管和負載的沖擊和損害，提高開關電源的可靠性和負載的安全性。與本專利技術相關的典型文章共4篇，下面分別對其剖析：《微電子技術》第39卷第1期中“用于降壓DC-DC轉換器的死區時間控制電路”一文介紹了降壓DC-DC轉換器的死區時間的產生原理，提出了一種死區時間的控制電路，通過檢測負載上的電流，動態調節死區延時，減小體二極管的導通時間，抑制振鈴現象的產生，在一定程度上改善了電源輸出電壓的質量，未涉及利用死區時間控制開關機技術。《電子工程世界》2014年第9期中“開關電源多路輸出技術的控制方法”一文中針對多路輸出技術中一個重要性能指標就是負載交叉調整率的問題，提出了恒流源實現多路輸出和PWM—PD多路輸出技術，改善多路輸出開關電源交叉調整率，未涉及利用死區時間控制開關機技術。《中國水運(下半月)》2008年12期中“逆變器主電路開關控制信號死區產生研究”一文中根據中、高壓逆變器主電路和對輸入的開關控制信號有嚴格死區要求的特點，提出了開關控制信號死區產生與調整的模擬實現方法和數字實現方法，著重給出了數字方法實現的設計思路和部分源代碼，未涉及利用死區時間控制開關機技術。《2011年中國電工技術學會學術年會論文集》中“零壓零法流軟開關焊接逆變電源死區自適應移相控制系統”一文中針對采用輔助諧振網絡的移相控制全橋功率變換電路，在分析超前臂和滯后臂功率器件開關切換死區時間上下限的基礎上，揭示了軟開關諧振過程對死區時間上下限和可控時間的要求隨電源工作狀態(特別是輸出電流)變化的規律。提出了應用死區時間自適應調節的移相控制方法，使死區時間與受電路能量影響的諧振過程始終保持協調配合，實現了兩臂功率器件全負載范圍的軟開關。并通過對控制系統校正環節參數的合理設計，根據軟開關控制的特點動態調整校正環節的靜態工作點，使焊接電源系統獲得了良好的靜動態控制效果。以上文獻要么通過對死區時間的控制減小開關電源輸出的振鈴，要么使死區時間與受電路能量影響的諧振過程始終保持協調配合，實現了兩臂功率器件全負載范圍的軟開關，在一定程度上減小了電源輸出紋波，改善了電源輸出的質量，但仍存在著任意時刻開關機造成對開關管和負載電壓沖擊損壞的風險。該專利技術利用死區時間控制電源的來關機就是為了減小開關機對開關管和電源負載的電壓沖擊，提高開關電源的可靠性和負載的安全性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有全橋相移式開關電源在開關機時對開關管和負載產生電壓沖擊的技術缺陷，提出了一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法。具體地說，本專利技術的技術核心為：通過全橋相移驅動電路死去提取技術、電源輸出觸發與控制技術，保證相移式全橋驅動電路工作在死區狀態時控制開關電源輸出的通斷。為了達到上述目的，本專利技術一種全橋相移式電流開關電源輸出控制系統和方法包含一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和一種全橋相移式開關電源輸出控制方法。其中，一種全橋相移式開關電源輸出控制系統主要包括死區提取電路、輸出觸發電路和輸出控制電路；其中，死區提取電路主要由3個與非門和2個D觸發器組成；輸出觸發電路主要由2個D觸發器組成；輸出控制電路由4個與門組成；電源為全橋相移式開關電源；一種全橋相移式開關電源輸出控制系統的連接關系如下：全橋相移式驅動電路(1)和或非門(6)、或非門(7)、與門(13)、與門(14)連、與門(15)、與門(16)連接；或非門(6)和全橋相移式驅動電路(1)、D觸發器(8)連接；或非門(7)和全橋相移式驅動電路(1)、D觸發器(9)連接；D觸發器(8)和或非門(6)、或非門(10)連接；D觸發器(9)和或非門(7)、或非門(10)連接；或非門(10)和D觸發器(8)、D觸發器(9)、D觸發器(11)連接；D觸發器(11)和或非門(10)、D觸發器(12)連接；D觸發器(12)和D觸發器(11)、與門(13)、與門(14)、與門(15)、與門(16)連接；與門(13)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(14)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(15)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(16)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；全橋開關電路(5)和與門(13)、與門(14)、與門(15)、與門(16)連接；一種全橋相移式開關電源輸出控制系統中各模塊的功能如下：死區提取電路(2)從全橋相移式驅動電路(1)提取出和死區等寬的脈沖信號；輸出觸發電路(3)在接收到ON/OFF觸發電平后，輸出高或低電平到輸出控制電路；輸出控制電路(4)控制全橋開關電路(5)的通斷；一種全橋相移式開關電源輸出控制方法，包括如下步驟：步驟1.接通一種全橋相移式開關電源輸出控制系統的電源后，全橋相移式驅動電路A、B、C、D端分別輸出脈沖信號；其中，脈沖信號為TTL電平；步驟2.步驟1輸出的A、B、C、D四路脈沖信號，進入死區提取電路，具體為：2.1A、B脈沖信號分別進入或非門后進入D觸發器后輸出A/B脈沖信號；2.2C、D脈沖信號分別進入或非門后進入D觸發器后輸出C/D脈沖信號；2.3A/B和C/D脈沖信號分別進入或非門后輸出deadtime脈沖信號；步驟3.步驟2所產生的deadtime脈沖信號進入輸出觸發電路產生輸出觸發脈沖信號；步驟4.步驟3所產生的輸出觸發脈沖信號經過輸出控制電路產生開關電源通斷控制信號；至此，從步驟1至步驟4，完成了一種全橋相移式開關電源輸出控制方法。有益效果一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法，與現有技術相比，具有如下有益效果：本專利技術能夠在全橋驅動電路死區時開關機，可有效減小對開關管和負載的沖擊，提高開關電源的可靠性和負載的安全性。附圖說明圖1是本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的電路組成框圖；圖2是本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的實施例電路圖；圖3是本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法實施例工作時序圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做以下詳細描述。實施例1本實施例敘述了本專利技術所提出的一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的組成及工作過程。圖1是本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的電路組成框圖。由圖1可以看出，實現本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的電路一般包括死區提取電路(2)、輸出觸發電路(3)和輸出控制電路(4)。圖2是本專利技術一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法的實施例電路圖。由圖2可以看出，死區提取電路(2)由或非門(6)、或非門本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法中的一種全橋相移式開關電源輸出控制系統主要包括死區提取電路、輸出觸發電路和輸出控制電路，其特征在于：其技術核心為：通過全橋相移驅動電路死去提取技術、電源輸出觸發與控制技術，保證相移式全橋驅動電路工作在死區狀態時控制開關電源輸出的通斷；一種全橋相移式開關電源輸出控制系統中，死區提取電路主要由3個與非門和2個D觸發器組成；輸出觸發電路主要由2個D觸發器組成；輸出控制電路由4個與門組成；電源為全橋相移式開關電源。

【技術特征摘要】
1.一種全橋相移式開關電源輸出控制系統和方法中的一種全橋相移式開關電源輸出控制系統主要包括死區提取電路、輸出觸發電路和輸出控制電路，其特征在于：其技術核心為：通過全橋相移驅動電路死去提取技術、電源輸出觸發與控制技術，保證相移式全橋驅動電路工作在死區狀態時控制開關電源輸出的通斷；一種全橋相移式開關電源輸出控制系統中，死區提取電路主要由3個與非門和2個D觸發器組成；輸出觸發電路主要由2個D觸發器組成；輸出控制電路由4個與門組成；電源為全橋相移式開關電源。2.根據權利要求1所述的一種全橋相移式開關電源輸出控制系統，其特征在于：連接關系如下：全橋相移式驅動電路(1)和或非門(6)、或非門(7)、與門(13)、與門(14)連、與門(15)、與門(16)連接；或非門(6)和全橋相移式驅動電路(1)、D觸發器(8)連接；或非門(7)和全橋相移式驅動電路(1)、D觸發器(9)連接；D觸發器(8)和或非門(6)、或非門(10)連接；D觸發器(9)和或非門(7)、或非門(10)連接；或非門(10)和D觸發器(8)、D觸發器(9)、D觸發器(11)連接；D觸發器(11)和或非門(10)、D觸發器(12)連接；D觸發器(12)和D觸發器(11)、與門(13)、與門(14)、與門(15)、與門(16)連接；與門(13)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(14)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(15)和相移式驅動電路(1)、D觸發器(12)、全橋開關電路(5)連接；與門(16)和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳振林，崔欣辰，
申請(專利權)人：中國人民解放軍海軍航空工程學院，
類型：發明
國別省市：山東,37