[发明专利]一种四开关升降压变换器的过零点谐振ZVS控制电路

说明书

本发明提供一种四开关升降压变换器的过零点谐振ZVS控制电路，使部分开关工作于ZCS状态，以减小电路开关器件损耗，当V_iV_o时，在电感电流由负变正时，关断Q₄，使得Q₄零电流关断；当V_iV_o时，在电感电流由正变负时，关断Q₁，使得Q₁零电流关断。本发明针对四开关升降压变换器，使用了电感电流过零点控制方法，打破了ZVS电流的限制，在相同输出电流条件下，可降低电感电流有效值，减小电路损耗；且输出相同的功率能够得到更低的开关频率，有利于开关器件损耗的降低；同时可以在电流过零点关断相应的开关器件，有利于减小开关器件的开关损耗和电压应力，进一步提升电路的转换效率。

技术领域

本发明涉及空间设备能源技术领域，具体涉及一种四开关升降压变换器的过零点谐振ZVS控制电路。

背景技术

近年来，我国航天事业加速发展，空间站、大卫星等空间装备对电力供应的需求越来越高。空间能源的主要获取途径是光伏电池板，且空间能源的主要存储介质是蓄电池。光伏电池板和蓄电池应用时最大的问题时运行时输出电压变化范围较宽，不能满足负载对供电电压的稳定性要求。因此，适用于输入电压在宽范围变化、可实现升降压功能的高效率变换器受到了广泛关注。其中，一种称为四开关升降压变换器拓扑具有开关器件电压/电流应力低、无源元件少、效率高等优点，具有广泛的应用前景。

为了充分发挥四开关升降压变换器的拓扑优势，提高电源的功率密度和效率，近年来国内外的学者和机构对该拓扑的控制策略做了深入的研究。大体可以分为硬开关多模式PWM调制策略和四边形电感电流软开关(ZVS)调制策略两大类。硬开关控制时序相对简单，但开关器件的损耗较高，不适合用于高频高功率密度应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四开关升降压变换器的过零点谐振ZVS控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种四开关升降压变换器的过零点谐振ZVS控制电路，所述四开关升降压变换器包括开关器件Q₁、Q₂、Q₃、Q₄和电感L，所述控制电路包括第一比较器、包括第二比较器、包括第三比较器、包括第四比较器、包括第五比较器、第一多路选择开关、第二多路选择开关、第一触发器、第二触发器、第一死区计数器、第二死区计数器、电流基准单元、延时单元以及反相器；

所述第一比较器的负极端以四开关升降压变换器的实际输出电压V_o作为输入，正极端以给定输出电压V_o′作为输入并与第二比较器的正极端相接，输出端与第三比较器的正极端相接；

所述第二比较器的负极端以四开关升降压变换器的输入电压V_i作为输入，输出端分别与第一多路选择开关和第二多路选择开关的控制端相接；

所述第三比较器的负极端、第四比较器的正极端、第五比较器的正极端相接并以电感电流I_L作为输入；

所述第三比较器的输出端与第一多路选择开关的输入端相接，所述第一多路选择开关的第一输出端与第一触发器的R极连接、第二输出端与第二触发器的R极连接；

所述第四比较器的负极端连接有输出电流值为I₀的恒流源、输出端分别与第二触发器的S极以及延时单元的输入端相接，所述延时单元的输出端与第一触发器的S极连接；

所述第五比较器的负极端接地且输入电流为零，输出端与第二多路选择开关的输入端连接，所述第二多路选择开关的第一输出端通过反相器与第一触发器的R极相接、第二输出端与第二触发器的R极相接；

所述第一触发器、第二触发器的Q极分别与第一死区计数器、第二死区计数器的输入端连接；