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帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法及裝置與流程

文檔序號(hào):11965612閱讀:789來源:國(guó)知局
帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法及裝置與流程
本發(fā)明屬于DC/DC電路控制技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法及裝置。

背景技術(shù):
在光伏及儲(chǔ)能系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)的輸入電壓較低,而輸出電壓較高,因此為了適應(yīng)更寬的輸入電壓范圍,常采用帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路。帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括:變壓器U1;位于低壓側(cè)的輸入側(cè)電容C1、輸入電感L、鉗位功率管Sc、鉗位電容Cc、第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4;位于高壓側(cè)的第五功率管S5、第六功率管S6、第七功率管S7、第八功率管S8、輸出側(cè)電容C2、輸出電感Lk和第三電容C3。由于變壓器U1為隔離式變壓器,輸入電壓無法直接對(duì)輸出側(cè)電容C2充電,因此在電路正常工作之前要進(jìn)行軟啟動(dòng),以便將輸出側(cè)電容C2的電壓升至預(yù)設(shè)電壓值。傳統(tǒng)的啟動(dòng)方法是:采用反激式啟動(dòng),或者在鉗位電容Cc兩端并聯(lián)電阻啟動(dòng)。但是,采用反激式啟動(dòng)需要在電路中設(shè)置額外的反激繞組及二極管,導(dǎo)致電路的成本及體積的增加。采用在鉗位電容Cc兩端并聯(lián)電阻的方式,會(huì)增大電路的損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法及裝置,無需對(duì)帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)就可以進(jìn)行軟啟動(dòng),并且在啟動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生額外損耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法,所述升壓式DC/DC電路包括輸入電感、鉗位功率管、輸出側(cè)電容、第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管,所述啟動(dòng)方法包括:對(duì)所述輸出側(cè)電容進(jìn)行充電操作,直至所述輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值;其中,對(duì)所述輸出側(cè)電容進(jìn)行充電操作的過程包括:控制第一功率管對(duì)導(dǎo)通,為所述輸出側(cè)電容充電;在所述第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制所述第一功率管對(duì)關(guān)斷;控制所述鉗位功率管導(dǎo)通,以使得所述輸入電感復(fù)位;在所述鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制所述鉗位功率管關(guān)斷;控制第二功率管對(duì)導(dǎo)通,為所述輸出側(cè)電容充電;在所述第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到所述第一時(shí)長(zhǎng)后,控制所述第二功率管對(duì)關(guān)斷;控制所述鉗位功率管導(dǎo)通,以使得所述輸入電感復(fù)位;在所述鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到所述第二時(shí)長(zhǎng)后,控制所述鉗位功率管關(guān)斷;其中,所述第一功率管對(duì)和所述第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)序相差半個(gè)開關(guān)周期。優(yōu)選的,所述第一功率管對(duì)包括所述第一功率管和所述第四功率管,所述第二功率管對(duì)包括所述第二功率管和所述第三功率管。優(yōu)選的,所述第一功率管對(duì)包括所述第二功率管和所述第三功率管,所述第二功率管對(duì)包括所述第一功率管和所述第四功率管。優(yōu)選的,所述第一時(shí)長(zhǎng)小于0.25T,所述第二時(shí)長(zhǎng)不大于0.5T與所述第一時(shí)長(zhǎng)的差值;其中,T為所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管的開關(guān)周期。優(yōu)選的,在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),所述第一功率管對(duì)和所述鉗位功率管在半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通,所述第二功率管對(duì)和所述鉗位功率管在剩余半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通,所述第一時(shí)長(zhǎng)小于0.5T且不小于0.25T,所述第二時(shí)長(zhǎng)為0.5T與所述第一時(shí)長(zhǎng)的差值;其中,T為所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管的開關(guān)周期。優(yōu)選的,所述電壓閾值為所述帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的輸入電壓的N倍,其中N為所述隔離變壓器的變比。本發(fā)明還公開一種帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)裝置,所述升壓式DC/DC電路包括輸入電感、鉗位功率管、輸出側(cè)電容、第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管,所述啟動(dòng)裝置包括:控制裝置,用于控制所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷,對(duì)所述輸出側(cè)電容進(jìn)行充電操作;處理裝置,用于在所述輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí),確定完成啟動(dòng)過程,觸發(fā)所述控制裝置停止運(yùn)行;其中,所述控制裝置包括:第一控制單元,用于控制第一功率管對(duì)導(dǎo)通,為所述輸出側(cè)電容充電;第二控制單元,用于在所述第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制所述第一功率管對(duì)關(guān)斷;第三控制單元,用于控制所述鉗位功率管導(dǎo)通,以使得所述輸入電感復(fù)位;第四控制單元,用于在所述鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制所述鉗位功率管關(guān)斷;第五控制單元,用于控制第二功率管對(duì)導(dǎo)通,為所述輸出側(cè)電容充電;第六控制單元,用于在所述第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到所述第一時(shí)長(zhǎng)后,控制所述第二功率管對(duì)關(guān)斷;第七控制單元,用于控制所述鉗位功率管導(dǎo)通,以使得所述輸入電感復(fù)位;第八控制單元,用于在所述鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到所述第二時(shí)長(zhǎng)后,控制所述鉗位功率管關(guān)斷;其中,所述第一功率管對(duì)和所述第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)序相差半個(gè)開關(guān)周期。優(yōu)選的,所述第一功率管對(duì)包括所述第一功率管和所述第四功率管,所述第二功率管對(duì)包括所述第二功率管和所述第三功率管。優(yōu)選的,所述第一功率管對(duì)包括所述第二功率管和所述第三功率管,所述第二功率管對(duì)包括所述第一功率管和所述第四功率管。由此可見,本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明公開的帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法,通過控制位于輸入側(cè)的四個(gè)功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出側(cè)電容的充電操作,在輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí)即完成啟動(dòng)過程。本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法,基于原有電路實(shí)現(xiàn),無需對(duì)電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并且由于未在電路中增加電阻等耗電元件,因此在啟動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生額外損耗。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的電路圖;圖2為本發(fā)明公開的對(duì)輸出側(cè)電容進(jìn)行充電操作的流程圖;圖3為本發(fā)明公開的一個(gè)信號(hào)時(shí)序圖;圖4a至圖4f為基于圖3所示信號(hào)時(shí)序圖對(duì)輸出側(cè)電容充電過程中電路處于工作模態(tài)1至工作模態(tài)6時(shí)的電流流向示意圖;圖5為本發(fā)明公開的另一個(gè)信號(hào)時(shí)序圖;圖6a至圖6h為基于圖5所示信號(hào)時(shí)序圖對(duì)輸出側(cè)電容充電過程中電路處于工作模態(tài)1至工作模態(tài)8時(shí)的電流流向示意圖;圖7為本發(fā)明公開的帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法,其中帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要包括輸入電感L、鉗位功率管Sc、輸出側(cè)電容C2、第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4。本發(fā)明通過控制低壓側(cè)功率管(也就是第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4)的導(dǎo)通和關(guān)斷,在原有電路基礎(chǔ)上對(duì)輸出側(cè)電容C2進(jìn)行充電,從而實(shí)現(xiàn)電路的軟啟動(dòng),并且在啟動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生額外損耗。本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法包括:對(duì)輸出側(cè)電容C2進(jìn)行充電,直至輸出側(cè)電容C2的電壓達(dá)到電壓閾值。該電壓閾值為帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的輸入電壓的N倍,N為隔離變壓器的變比。其中,對(duì)輸出側(cè)電容C2充電的過程如圖2所示,包括:步驟S21:控制第一功率管對(duì)導(dǎo)通,為輸出側(cè)電容C2充電。其中,第一功率管對(duì)包括第一功率管S1和第四功率管S4,或者第一功率管對(duì)包括第二功率管S2和第三功率管S3。步驟S22:在第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制第一功率管對(duì)關(guān)斷。步驟S23:控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,以使得輸入電感L復(fù)位。在控制第一功率管對(duì)關(guān)斷后,位于輸入側(cè)的四個(gè)功率管都處于關(guān)斷狀態(tài),電感電流經(jīng)鉗位功率管Sc給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁,為了防止鉗位電容Cc電壓過高,控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,電感電流可以反向流動(dòng)。步驟S24:在鉗位功率管Sc的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制鉗位功率管Sc關(guān)斷。步驟S25:控制第二功率管對(duì)導(dǎo)通,為輸出側(cè)電容C2充電。其中,在第一功率管對(duì)包括第一功率管S1和第四功率管S4的情況下,第二功率管對(duì)包括第二功率管S2和第三功率管S3,在第一功率管對(duì)包括第二功率管S2和第三功率管S3的情況下,第二功率管對(duì)包括第一功率管S1和第四功率管S4。第二功率管對(duì)與第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)序相差半個(gè)開關(guān)周期。步驟S26:在第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制第二功率管對(duì)關(guān)斷。步驟S27:控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,以使得輸入電感L復(fù)位。在控制第二功率管對(duì)關(guān)斷后,位于輸入側(cè)的四個(gè)功率管都處于關(guān)斷狀態(tài),電感電流經(jīng)鉗位功率管Sc給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁,為了防止鉗位電容Cc電壓過高,控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,電感電流可以反向流動(dòng)。步驟S28:在鉗位功率管Sc的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制鉗位功率管關(guān)斷Sc。實(shí)施中,在重復(fù)執(zhí)行圖2所示充電操作的過程中,檢測(cè)輸出側(cè)電容C2的電壓,當(dāng)輸出側(cè)電容C2的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí),完成啟動(dòng)過程。本發(fā)明公開的帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法,通過控制位于輸入側(cè)的四個(gè)功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出側(cè)電容的充電操作,在輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí)即完成啟動(dòng)過程。本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法,基于原有電路實(shí)現(xiàn),無需對(duì)電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并且由于未在電路中增加電阻等耗電元件,因此在啟動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生額外損耗。實(shí)施中,可以設(shè)置第一時(shí)長(zhǎng)小于0.25T,設(shè)置第二時(shí)長(zhǎng)不大于0.5T與第一時(shí)長(zhǎng)的差值,其中,T為第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4的開關(guān)周期。這里以第一時(shí)長(zhǎng)為0.1T、第二時(shí)長(zhǎng)為0.2T,且首先控制第一功率管S1和第四功率管S4導(dǎo)通為例,對(duì)本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法進(jìn)行說明。請(qǐng)參見圖3所示的信號(hào)時(shí)序圖,在圖3中分別示出了加載于第一功率管S1和第四功率管S4的控制信號(hào),加載于第二功率管S2和第三功率管S3的控制信號(hào),加載于鉗位功率管Sc的控制信號(hào),以及流經(jīng)輸入電感L的電流信號(hào)Il。在控制第一功率管S1和第四功率管S4導(dǎo)通后,電路進(jìn)入工作模態(tài)1,此時(shí)電路中電流的流向如圖4a所示,輸入側(cè)的電流流向?yàn)椋狠斎腚妷篤1的正極-輸入電感L-第一功率管S1-變壓器U1原邊繞組的第一端-變壓器U1原邊繞組的第二端-第四功率管S4-輸入電壓V1的負(fù)極,輸出側(cè)的電流流向?yàn)椋鹤儔浩鱑1副邊繞組的第一端-第五功率管S5的體二極管-輸出側(cè)電容C2的第一端-輸出側(cè)電容C2的第二端-第八功率管S8的體二極管-輸出電感Lk-第三電容C3-變壓器U1副邊繞組的第二端。在第一功率管S1和第四功率管S4的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.1T后,控制第一功率管S1和第四功率管S4關(guān)斷,此時(shí)位于輸入側(cè)的第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4均關(guān)斷,電路進(jìn)入工作模態(tài)二,如圖4b所示,電感電流經(jīng)過鉗位功率管Sc的體二極管給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁。為了防止鉗位電容Cc的電壓過高,在此階段控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,使得電感電流可以反向流動(dòng)。這里需要說明的是,可以在控制第一功率管S1和第四功率管S4關(guān)斷的同時(shí),控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,也可以如圖3中所示,在控制第一功率管S1和第四功率管S4關(guān)斷,并且鉗位功率管Sc中的體二極管導(dǎo)通后,控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通。在鉗位功率管Sc的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.2T之后,控制鉗位功率管Sc關(guān)斷,電路進(jìn)入工作模態(tài)3,此時(shí)電路中電流的流向如圖4c所示,第一功率管S1的體二極管、第二功率管S2的體二極管、第三功率管S3的體二極管和第四功率管S4的體二極管為輸入電感L提供續(xù)流路徑,直至電感電流降至0。在距離第一功率管S1和第四功率管S4的導(dǎo)通時(shí)刻達(dá)到半個(gè)開關(guān)周期后,控制第二功率管S2和第三功率管S3導(dǎo)通,電路進(jìn)入工作模態(tài)4,此時(shí)電路中電流的流向如圖4d所示,輸入側(cè)的電流流向?yàn)椋狠斎腚妷篤1的正極-輸入電感L-第二功率管S2-變壓器U1原邊繞組的第二端-變壓器U1原邊繞組的第一端-第三功率管S3-輸入電壓V1的負(fù)極,輸出側(cè)的電流流向?yàn)椋鹤儔浩鱑1副邊繞組的第二端-第三電容C3-輸出電感Lk-第六功率管S6的體二極管-輸出側(cè)電容C2的第一端-輸出側(cè)電容C2的第二端-第七功率管S7的體二極管-變壓器U1副邊繞組的第一端。在第二功率管S2和第三功率管S3的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.1T后,控制第二功率管S2和第三功率管S3關(guān)斷,此時(shí)位于輸入側(cè)的第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4均關(guān)斷,電路進(jìn)入工作模態(tài)五,如圖4e所示,電感電流經(jīng)過鉗位功率管Sc的體二極管給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁。為了防止鉗位電容Cc的電壓過高,在此階段控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,使得電感電流可以反向流動(dòng)。這里需要說明的是,可以在控制第二功率管S2和第三功率管S3關(guān)斷的同時(shí),控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,也可以如圖3中所示,在控制第二功率管S2和第三功率管S3關(guān)斷,并且鉗位功率管Sc中的體二極管導(dǎo)通后,控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通。在鉗位功率管Sc的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.2T之后,控制鉗位功率管Sc關(guān)斷,電路進(jìn)入工作模態(tài)6,此時(shí)電路中電流的流向如圖4f所示,第一功率管S1的體二極管、第二功率管S2的體二極管、第三功率管S3的體二極管和第四功率管S4的體二極管為輸入電感L提供續(xù)流路徑,直至電感電流降至0。如果輸出側(cè)電容C2的電壓仍未達(dá)到電壓閾值,則在距離第二功率管S2和第三功率管S3的導(dǎo)通時(shí)刻達(dá)到半個(gè)開關(guān)周期后,控制第一功率管S1和第四功率管S4導(dǎo)通,再次執(zhí)行上述充電操作,直至輸出電容C2的電壓達(dá)到電壓閾值。這里需要說明的是,當(dāng)控制第一功率管S1和第四功率管S4導(dǎo)通,對(duì)輸出側(cè)電容C2進(jìn)行充電后,如果輸出側(cè)電容C2的電壓達(dá)到電壓閾值,則完成啟動(dòng)過程,不再執(zhí)行后續(xù)操作。在本發(fā)明中,還可以設(shè)置:在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),第一功率管對(duì)和鉗位功率管Sc在半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通,第二功率管對(duì)和鉗位功率管Sc在剩余半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通。在這種情況下,設(shè)置第一時(shí)長(zhǎng)小于0.5T且不小于0.25T,第二時(shí)長(zhǎng)為0.5T與第一時(shí)長(zhǎng)的差值,其中,T為第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4的開關(guān)周期。這里以第一時(shí)長(zhǎng)為0.25T、第二時(shí)長(zhǎng)為0.25T,且首先控制第一功率管S1和第四功率管S4導(dǎo)通為例,對(duì)本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法進(jìn)行說明。請(qǐng)參見圖5所示的信號(hào)時(shí)序圖,在圖5中分別示出了加載于第一功率管S1和第四功率管S4的控制信號(hào),加載于第二功率管S2和第三功率管S3的控制信號(hào),加載于鉗位功率管Sc的控制信號(hào),流經(jīng)輸入電感L的電流信號(hào)Il,以及流經(jīng)輸出電感Lk的電流信號(hào)Ilk。工作模態(tài)1:第一功率管S1和第四功率管S4處于導(dǎo)通狀態(tài),電感電流方向?yàn)樨?fù),此時(shí)電感電流通過由第一功率管S1的體二極管、第二功率管S2的體二極管、第三功率管S3的體二極管和第四功率管S4的體二極管構(gòu)成的續(xù)流回路,位于輸出側(cè)的第五功率管S5、第六功率管S6、第七功率管S7和第八功率管S8關(guān)斷,不向輸出側(cè)電容C2充電,電流流向如圖6a所示。工作模態(tài)2:第一功率管S1和第四功率管S4繼續(xù)導(dǎo)通,電感電流方向?yàn)檎?,此時(shí)電路中電流的流向如圖6b所示,輸入側(cè)的電流流向?yàn)椋狠斎腚妷篤1的正極-輸入電感L-第一功率管S1-變壓器U1原邊繞組的第一端-變壓器U1原邊繞組的第二端-第四功率管S4-輸入電壓V1的負(fù)極,輸出側(cè)的電流流向?yàn)椋鹤儔浩鱑1副邊繞組的第一端-第五功率管S5的體二極管-輸出側(cè)電容C2的第一端-輸出側(cè)電容C2的第二端-第八功率管S8的體二極管-輸出電感Lk-第三電容C3-變壓器U1副邊繞組的第二端。工作模態(tài)3:在第一功率管S1和第四功率管S4的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.25T后,控制第一功率管S1和第四功率管S4關(guān)斷,同時(shí)控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,此時(shí)位于輸入側(cè)的第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4均關(guān)斷。電感電流為正,電感電流經(jīng)過鉗位功率管Sc的體二極管給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁,電路中的電流流向如圖6c所示。工作模態(tài)4:鉗位功率管Sc繼續(xù)導(dǎo)通,電感電流為負(fù),鉗位電容Cc經(jīng)鉗位功率管Sc放電,防止鉗位電容Cc的電壓過高,電路中電流流向如圖6d所示。工作模態(tài)5:在鉗位功率管Sc的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.25T后,控制鉗位功率管Sc關(guān)斷,同時(shí)控制第二功率管S2和第三功率管S3導(dǎo)通,電感電流方向?yàn)樨?fù),此時(shí)電感電流通過由第一功率管S1的體二極管、第二功率管S2的體二極管、第三功率管S3的體二極管和第四功率管S4的體二極管構(gòu)成的續(xù)流回路,位于輸出側(cè)的第五功率管S5、第六功率管S6、第七功率管S7和第八功率管S8關(guān)斷,不向輸出側(cè)電容C2充電,電流流向如圖6e所示。工作模態(tài)6:第二功率管S2和第三功率管S3繼續(xù)導(dǎo)通,電感電流方向?yàn)檎藭r(shí)電路中電流的流向如圖6f所示,輸入側(cè)的電流流向?yàn)椋狠斎腚妷篤1的正極-輸入電感L-第二功率管S2-變壓器U1原邊繞組的第二端-變壓器U1原邊繞組的第一端-第三功率管S3-輸入電壓V1的負(fù)極,輸出側(cè)的電流流向?yàn)椋鹤儔浩鱑1副邊繞組的第二端-第三電容C3-輸出電感Lk-第六功率管S6的體二極管-輸出側(cè)電容C2的第一端-輸出側(cè)電容C2的第二端-第七功率管S7的體二極管-變壓器U1副邊繞組的第一端。工作模態(tài)7:在第二功率管S2和第三功率管S3的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到0.25T后,控制第二功率管S2和第三功率管S3關(guān)斷,同時(shí)控制鉗位功率管Sc導(dǎo)通,此時(shí)位于輸入側(cè)的第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4均關(guān)斷。電感電流為正,電感電流經(jīng)過鉗位功率管Sc的體二極管給鉗位電容Cc充電,輸入電感L去磁,電路中的電流流向如圖6g所示。工作模態(tài)8:鉗位功率管Sc繼續(xù)導(dǎo)通,電感電流為負(fù),鉗位電容Cc經(jīng)鉗位功率管Sc放電,防止鉗位電容Cc的電壓過高,電路中電流流向如圖6h所示。本發(fā)明上述公開了帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)方法,相應(yīng)的本發(fā)明還公開帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)裝置,其結(jié)構(gòu)如圖7所示。該啟動(dòng)裝置包括:控制裝置100和處理裝置200。其中,控制裝置100用于控制第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4的導(dǎo)通和關(guān)斷,對(duì)輸出側(cè)電容C2進(jìn)行充電操作??刂蒲b置100包括第一控制單元101、第二控制單元102、第三控制單元103、第四控制單元104、第五控制單元105、第六控制單元106、第七控制單元107和第八控制單元108。第一控制單元101用于控制第一功率管對(duì)導(dǎo)通,為輸出側(cè)電容充電。其中,第一功率管對(duì)包括第一功率管和第四功率管,或者第一功率管對(duì)包括第二功率管和第三功率管。第二控制單元102用于在第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制第一功率管對(duì)關(guān)斷。第三控制單元103用于控制鉗位功率管導(dǎo)通,以使得輸入電感復(fù)位。第四控制單元104用于在鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制鉗位功率管關(guān)斷。第五控制單元105用于控制第二功率管對(duì)導(dǎo)通,為輸出側(cè)電容充電。其中,在第一功率管對(duì)包括第一功率管和第四功率管的情況下,第二功率管對(duì)包括第二功率管和第三功率管,在第一功率管對(duì)包括第二功率管和第三功率管的情況下,第二功率管對(duì)包括第一功率管和第四功率管。第二功率管對(duì)與第一功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)序相差半個(gè)開關(guān)周期。第六控制單元106用于在第二功率管對(duì)的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第一時(shí)長(zhǎng)后,控制第二功率管對(duì)關(guān)斷。第七控制單元107用于控制鉗位功率管導(dǎo)通,以使得輸入電感復(fù)位。第八控制單元108用于在鉗位功率管的導(dǎo)通時(shí)間達(dá)到第二時(shí)長(zhǎng)后,控制鉗位功率管關(guān)斷。處理裝置200用于在輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí),確定完成啟動(dòng)過程,觸發(fā)控制裝置100停止運(yùn)行。在控制裝置100重復(fù)執(zhí)行充電操作的過程中,處理裝置200獲取輸出側(cè)電容的電壓值,當(dāng)輸出側(cè)電容的電壓值達(dá)到電壓閾值時(shí),確定完成啟動(dòng)過程,觸發(fā)控制裝置100停止運(yùn)行。該電壓閾值為帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的輸入電壓的N倍,其中N為隔離變壓器的變比。本發(fā)明公開的帶隔離變壓器的升壓式DC/DC電路的啟動(dòng)裝置,通過控制位于輸入側(cè)的四個(gè)功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出側(cè)電容的充電操作,在輸出側(cè)電容的電壓達(dá)到電壓閾值時(shí)即完成啟動(dòng)過程。本發(fā)明公開的啟動(dòng)方法,基于原有電路實(shí)現(xiàn),無需對(duì)電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并且由于未在電路中增加電阻等耗電元件,因此在啟動(dòng)過程中不會(huì)產(chǎn)生額外損耗。實(shí)施中,可以設(shè)置第一時(shí)長(zhǎng)小于0.25T,設(shè)置第二時(shí)長(zhǎng)不大于0.5T與第一時(shí)長(zhǎng)的差值,其中,T為第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4的開關(guān)周期。在本發(fā)明中,還可以設(shè)置:在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),第一功率管對(duì)和鉗位功率管Sc在半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通,第二功率管對(duì)和鉗位功率管Sc在剩余半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)交替導(dǎo)通。在這種情況下,設(shè)置第一時(shí)長(zhǎng)小于0.5T且不小于0.25T,第二時(shí)長(zhǎng)為0.5T與第一時(shí)長(zhǎng)的差值,其中,T為第一功率管S1、第二功率管S2、第三功率管S3和第四功率管S4的開關(guān)周期。最后,還需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個(gè)……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言,由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng),所以描述的比較簡(jiǎn)單,相關(guān)之處參見方法部分說明即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
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