br>[0064]從而，可以針對使用電容自舉的具有高側(cè)柵極驅(qū)動能力的LLC諧振轉(zhuǎn)換器使用商用控制IC容易地實現(xiàn)圖5、6、8和9中所示的諧振轉(zhuǎn)換器，其示例如圖12或上述示例所示。因為LLC諧振轉(zhuǎn)換器的商用控制IC僅可以用頻率調(diào)制模式操作，所以高側(cè)開關(guān)Ql和低側(cè)開關(guān)Q2的占空比不直接可控。然而，通過以下方式可以容易地實現(xiàn)低側(cè)控制:添加外部電路，以選擇性地濾掉包括在由控制IC輸出的低側(cè)柵極驅(qū)動信號中的每個脈沖的一部分，以提供低側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgs2。高側(cè)PWM控制難以用LLC諧振轉(zhuǎn)換器的商用控制IC實現(xiàn)，原因在于應當考慮生成高側(cè)柵極驅(qū)動信號的電路和提供脈沖空白(即，對低側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgs2中的電壓脈沖的每部分過濾或置零)的電路之間的隔離。具體地，可能需要龐大的脈沖變壓器。因此，當使用LLC諧振轉(zhuǎn)換器的商用控制IC時，低側(cè)PWM控制提供在諧振轉(zhuǎn)換器中的軟啟動的更容易的實施方式。
[0065]泄放電阻器R在于高側(cè)開關(guān)Ql或高側(cè)諧振電容器Cl并聯(lián)時，可以對高側(cè)諧振電容器Cl預充電，使在諧振轉(zhuǎn)換器啟動之前高側(cè)諧振電容器Cl兩端的電壓接近O。當在啟動時以完全占空比導通高側(cè)開關(guān)Ql時，因為由高側(cè)諧振電容器Cl上的小初始電壓導致諧振電感器Lrt、Lre上的電壓較小，所以沒有生成大的涌入電流尖峰。低側(cè)PWM控制可以實現(xiàn)與上述高側(cè)PWM控制的性能類似的軟啟動性能。因此，通過在諧振轉(zhuǎn)換器啟動之前合適地設置初始條件，可以避免涌入電流。
[0066]對于使用自舉電容的高側(cè)柵極驅(qū)動，低側(cè)開關(guān)Q2優(yōu)選地在高側(cè)開關(guān)Ql之前導通，以便為自舉電容器CB預充電。這種布置將低側(cè)諧振電容器C2充電至某種程度并將高側(cè)諧振電容器Cl放電至某種程度。因此，在高側(cè)開關(guān)Ql導通之前，高側(cè)諧振電容器Cl兩端的電壓增加，這導致了較大的涌入電流。減小自舉電容器的電容會減小由高側(cè)諧振電容器Cl兩端的電壓在高側(cè)開關(guān)Ql導通之前增加導致的涌入電流。然而，應當仔細選擇自舉電容器的電容，以確保柵極驅(qū)動器的可靠操作。
[0067]可以向諧振轉(zhuǎn)換器添加其他設備或電路，以實現(xiàn)與用泄放電阻器R實現(xiàn)的結(jié)果相類似的結(jié)果。例如，可以使用晶體管或開關(guān)替代泄放電阻器R，以選擇性地對高側(cè)諧振電容器Cl或低側(cè)諧振電容器C2充電或放電。例如，在啟動之前，可以導通晶體管或開關(guān)，來對高側(cè)諧振電容器Cl或低側(cè)諧振電容器C2放電，并且然后可以關(guān)斷晶體管或開關(guān)，以使轉(zhuǎn)換器可以啟動。
[0068]可以在上述諧振轉(zhuǎn)換器中使用不對稱的PWM控制，并且用與本發(fā)明的優(yōu)選實施例中所描述的高側(cè)PWM控制和低側(cè)PWM控制相類似的方式來進行控制。圖11示出了不對稱的PWM控制的柵極驅(qū)動波形，包括針對高側(cè)開關(guān)Ql的高側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgsl和針對低側(cè)開關(guān)Q2的低側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgs2。如果高側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgsl初始地具有比低側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgs2更寬的脈沖寬度，則泄放電阻器R優(yōu)選地與高側(cè)開關(guān)Ql或高側(cè)諧振電容器Cl并聯(lián)。然而，如果低側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgs2初始地具有比高側(cè)柵極驅(qū)動信號Vgsl更寬的脈沖寬度，則泄放電阻器R優(yōu)選地與低側(cè)開關(guān)Q2或低側(cè)諧振電容器C2并聯(lián)。
[0069]以上參考模擬電路描述了本公開的優(yōu)選實施例。然而，還可以用數(shù)字電路來實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。具體地，諧振轉(zhuǎn)換器的控制IC可以是數(shù)字IC或模擬1C。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實施例還可以應用于任意類型的直流到直流轉(zhuǎn)換器，包括LLCLL諧振轉(zhuǎn)換器和LLC諧振轉(zhuǎn)換器。
[0070]如果使用單個的諧振電容器替代分裂諧振電容器Cl和C2，則泄放電阻器R可以與單個諧振電容器并行放置。
[0071]應該理解的是，上述說明僅是對本發(fā)明的示意說明。本領域技術(shù)人員可以在不離開本發(fā)明的情況下推導出各種備選和修改。因此，本發(fā)明旨在包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有備選、修改和變型。
【主權(quán)項】
1.一種使用軟啟動的轉(zhuǎn)換器，包括: 變壓器； 第一和第二開關(guān)，與所述變壓器連接，以向所述變壓器供電； 控制器，與第一和第二晶體管連接，并且被布置為:在所述轉(zhuǎn)換器的啟動期間，以可變占空比來切換所述第一開關(guān)，并以固定占空比或脈沖比所述第一開關(guān)的可變占空比的脈沖更大的可變占空比來切換所述第二開關(guān)；以及 泄放設備，被布置為通過在啟動之前對所述轉(zhuǎn)換器中的電容器放電，來在轉(zhuǎn)換器啟動之前設置所述轉(zhuǎn)換器的初始條件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述泄放設備與所述第二開關(guān)并聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器，其中: 所述第一開關(guān)是高側(cè)開關(guān)；以及 所述第二開關(guān)是低側(cè)開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器，其中: 所述第一開關(guān)是低側(cè)開關(guān)；以及 所述第二開關(guān)是高側(cè)開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，還包括:串聯(lián)的第一和第二電容器；其中 所述第一電容器與所述第一晶體管連接；以及 所述第二電容器與所述第二晶體管連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)換器，其中: 所述泄放設備與所述第二電容器并聯(lián)；以及 所述第二電容器是所述轉(zhuǎn)換器中的在啟動之前由所述泄放設備放電的電容器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換器，其中: 所述第一開關(guān)是高側(cè)開關(guān)； 所述第二開關(guān)是低側(cè)開關(guān)； 所述第一電容器是高側(cè)電容器；以及 所述第二電容器是低側(cè)電容器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換器，其中: 所述第一開關(guān)是低側(cè)開關(guān)； 所述第二開關(guān)是高側(cè)開關(guān)； 所述第一電容器是低側(cè)電容器；以及 所述第二電容器是高側(cè)電容器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述泄放設備在啟動之前將所述轉(zhuǎn)換器中的電容放電至零或接近零。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，還包括:諧振電感器。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述諧振電感器是分立電感器或變壓器的漏電感。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述泄放設備包括電阻器。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述泄放設備包括開關(guān)。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器是諧振轉(zhuǎn)換器。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其中對所述第一開關(guān)的切換是中心對齊的、左對齊的或右對齊的。16.一種針對轉(zhuǎn)換器的軟啟動方法，包括以下步驟: 提供包括以下部件的轉(zhuǎn)換器: 變壓器；以及 第一和第二開關(guān)，與所述變壓器連接，以向所述變壓器供電； 在所述轉(zhuǎn)換器的啟動之前，通過在啟動之前對所述轉(zhuǎn)換器中的電容器放電來設置所述轉(zhuǎn)換器的初始條件；以及 在所述轉(zhuǎn)換器的啟動期間，以可變占空比來切換所述第一開關(guān)，并以固定占空比或脈沖比所述第一開關(guān)的可變占空比的脈沖更大的可變占空比來切換所述第二開關(guān)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軟啟動方法，其中:使用與所述第二開關(guān)并聯(lián)的泄放設備來執(zhí)行設置初始條件步驟。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軟啟動方法，其中: 所述轉(zhuǎn)換器還包括串聯(lián)的第一和第二電容器； 所述第一電容器與所述第一晶體管連接； 所述第二電容器與第二晶體管連接； 使用與所述第二電容器并聯(lián)的泄放設備來執(zhí)行設置初始條件步驟。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軟啟動方法，其中在啟動之前將所述轉(zhuǎn)換器中的電容器放電到零或接近零。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軟啟動方法，其中所述轉(zhuǎn)換器是諧振轉(zhuǎn)換器。
【專利摘要】一種使用軟啟動的轉(zhuǎn)換器，包括：變壓器；第一和第二開關(guān)，與所述變壓器連接，以向所述變壓器供電；控制器，與第一和第二晶體管連接，并且被布置為：在所述轉(zhuǎn)換器的啟動期間，以可變占空比來切換所述第一開關(guān)，并以固定占空比或具有比所述第一開關(guān)的所述可變占空比的脈沖更大的脈沖的可變占空比來切換所述第二開關(guān)；以及泄放設備，被布置為通過在啟動之前對所述轉(zhuǎn)換器中的電容器放電，來在轉(zhuǎn)換器啟動之前設置所述轉(zhuǎn)換器的初始條件。
【IPC分類】H02M3/28
【公開號】CN104956578
【申請?zhí)枴緾N201480005487
【發(fā)明人】龔冰, 賈漢吉爾·阿夫沙里安
【申請人】株式會社村田制作所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年1月22日
【公告號】US20150318778, WO2014116641A1