[发明专利]一种开关电源控制方式的切换电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源控制方式的切换电路及其控制方法。

背景技术

功率开关管的电压和电流定额相同时，变换器的输出功率通常与所用功率开关管的数量成正比，因此目前在中、大功率直流电源应用中，通常采用全桥变换器，全桥变换器包括全桥逆变器和输出整流滤波电路。有限双极性控制方法是全桥变换器实现软开关的一种应用较为广泛的控制方法，有软开关范围宽、效率高等优点，尤其在焊接及一些电化学行业应用较多，但是这种控制方法在空载及轻载时，损耗极其严重，在一些应用中，空载及轻载损耗甚至大于满载，即使通过增加换流电感，也难以解决空载损耗问题。

 发明内容

本发明的目的是提供一种开关电源控制方式的切换电路及其控制方法，利用全桥功率电路在有限双极性控制方式与双极性控制方式下的硬件拓扑结构基本一致的特点，通过两种控制方式的转换，使全桥功率电路在轻载或者空载状态时，处于双极性控制方式下的硬开关工作状态，当全桥功率电路在重载时，处于有限双极性控制方式下的软开关工作状态，解决了全桥功率电路轻载及空载时，在有限双极性控制方式下损耗大的问题。

    为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

    一种开关电源控制方式的切换电路，包括DSP处理器电路、输出电压及电流反馈电路、PWM驱动切换电路、PWM驱动电路及全桥功率电路；所述DSP处理器电路分别与输出电压及电流反馈电路、PWM驱动切换电路、PWM驱动电路连接；所述全桥功率电路分别与输出电压及电流反馈电路和PWM驱动电路连接；所述PWM驱动切换电路还与PWM驱动电路连接；所述DSP处理器电路用于产生6路PWM信号，并根据输出电压和输出电流来决定对全桥功率电路采用双极性控制方式还是有限双极性控制方式，同时提供选择信号给PWM驱动切换电路；所述PWM驱动切换电路根据DSP处理器电路提供的选择信号对PWM信号进行选择，以实现双极性控制方式和有限双极性控制方式的选择；所述PWM驱动电路用于对DSP处理器电路产生的PWM信号进行放大到足以驱动全桥功率电路的功率开关管；所述输出电压及电流反馈电路用于对全桥功率电路的输出电压和输出电流进行采样，并提供给DSP处理器电路。

    进一步的，所述DSP处理器电路产生的6路PWM信号中第一路PWM信号、第三路PWM信号、第五路PWM信号和第六路PWM信号组成双极性控制方式下所需的4路PWM信号；第二路PWM信号、第四路PWM信号、第五路PWM信号和第六路PWM信号组成有限双极性控制方式下所需的4路PWM信号；第五路PWM信号和第六路PWM信号为双极性控制方式和有限双极性控制方式的共用PWM信号，由DSP处理器电路产生后直接提供给PWM驱动电路。

    进一步的，所述PWM驱动切换电路由两个同相2选1数据选择器组成，第一数据选择器的第一输入端连接到DSP处理器电路的第一路PWM信号引脚，第二数据选择器的第一输入端连接到DSP处理器电路的第三路PWM信号引脚；第一数据选择器的第二输入端连接到DSP处理器电路的第二路PWM信号引脚，第二数据选择器的第二输入端连接到DSP处理器电路的第四路PWM信号引脚；第一数据选择器和第二数据选择器的数据选择引脚均连接到DSP处理器电路的选择信号输出引脚，用来切换双极性控制方式和有限双极性控制方式下的PWM信号，选择信号输出引脚的信号输出周期与DSP处理器电路产生的PWM信号周期相同，并且同步。

    进一步的，所述全桥功率电路为DC/DC全桥变换器，包括全桥逆变器和输出整流滤波电路。

    上述一种开关电源控制方式的切换电路的控制方法是：所述DSP处理器电路根据输出电压及电流反馈电路采集的全桥功率电路的输出电压和输出电流计算输出功率；

当全桥功率电路处于双极性控制方式时，DSP处理器电路将全桥功率电路的输出功率计算值与有限双极性控制方式下全桥功率电路软开关实现点的第一设定功率值比较，当输出功率的计算值大于第一设定功率值时，DSP处理器电路的选择信号输出引脚输出低电平给第一数据选择器和第二数据选择器的数据选择引脚，PWM驱动切换电路转入有限双极性PWM驱动输出，即PWM驱动切换电路选择输出第二路PWM信号和第四路PWM信号；若输出功率的计算值不大于第一设定功率值时，全桥功率电路仍处于双极性控制方式；