[发明专利]直流-直流转换器及其控制方法

说明书

本申请提供一种直流‑直流转换器及其控制方法。该直流‑直流转换器包括功率级电路及软开关电路。功率级电路包括第一功率开关、第二功率开关、滤波电感和滤波电容，第一功率开关和第二功率开关具有控制端、第一端和第二端，第一功率开关的第二端和第二功率开关的第一端均连接至开关节点，第二功率开关的第二端连接至地。软开关电路包括第一辅助开关、第二辅助开关、第三辅助开关和辅助电感，第一辅助开关的两端分别连接电荷源和辅助开关节点，第二辅助开关的两端分别连接辅助开关节点和地，第三辅助开关与辅助电感并联，第三辅助开关的两端分别连接辅助开关节点和开关节点。本申请能够提高直流‑直流转换器的转换效率。

技术领域

本申请涉及转换器技术领域，尤其涉及一种直流-直流转换器及其控制方法。

背景技术

现有的直流-直流转换器通常工作在硬开关模式。由于开关节点存在较大的寄生电容，功率开关在死区时间内对寄生电容充电产生的开关损耗严重限制了系统转换效率。

以一种降压型直流-直流转换器为例，如图1所示，滤波电感L和滤波电容C组成滤波电路，第一功率开关Q₁的两端分别连接输入电压V_IN和开关节点SW，第二功率开关Q₂的两端分别连接开关节点SW和地GND，在开关节点SW的等效寄生电容为C_SW。每个开关周期内，第一功率开关Q₁在死区时间内对寄生电容C_SW充电产生的开关损耗为0.5C_SWV_IN²，严重限制了直流-直流转换器的转换效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种直流-直流转换器及其控制方法，能够提高直流-直流转换器的转换效率。

本申请的一个方面提供一种直流-直流转换器。所述直流-直流转换器包括功率级电路及软开关电路。所述功率级电路包括第一功率开关、第二功率开关、滤波电感和滤波电容，所述第一功率开关和所述第二功率开关具有控制端、第一端和第二端，所述第一功率开关的第二端和所述第二功率开关的第一端均连接至开关节点，所述第二功率开关的第二端连接至地。所述软开关电路包括第一辅助开关、第二辅助开关、第三辅助开关和辅助电感，所述第一辅助开关的两端分别连接电荷源和辅助开关节点，所述第二辅助开关的两端分别连接所述辅助开关节点和地，所述第三辅助开关与所述辅助电感并联，所述第三辅助开关的两端分别连接所述辅助开关节点和所述开关节点。

进一步地，所述功率级电路为降压型电路，所述第一功率开关的第一端连接输入电压，所述滤波电感的两端分别连接所述开关节点与输出电压，所述滤波电容的两端分别连接所述输出电压与地；所述第一辅助开关所连接的所述电荷源包括所述输入电压。

进一步地，所述第二辅助开关由连接地变为连接所述输出电压。

进一步地，所述功率级电路为升压型电路，所述第一功率开关的第一端连接输出电压，所述滤波电感的两端分别连接输入电压和所述开关节点，所述滤波电容的两端分别连接所述输出电压和地；所述第一辅助开关所连接的所述电荷源包括所述输入电压或所述输出电压。

进一步地，所述功率级电路为升降压型电路，所述第一功率开关的第一端连接输入电压，所述功率级电路还包括第三功率开关和第四功率开关，所述第三功率开关和所述第四功率开关具有控制端、第一端和第二端，所述第三功率开关的第二端和所述第四功率开关的第一端均连接至第二开关节点，所述第四功率开关的第二端连接至地，所述滤波电感的两端分别连接所述开关节点和所述第二开关节点，所述滤波电容的两端分别连接输出电压和地；所述第一辅助开关所连接的所述电荷源包括所述输入电压或所述输出电压。

进一步地，在所述第一功率开关导通前的死区时间内，所述第一功率开关和所述第二功率开关均关断，所述第一辅助开关导通，所述第二辅助开关和所述第三辅助开关关断，所述辅助电感充磁。