桥式谐振变换器的控制方法及桥式谐振变换器

摘要

本申请提出了一种桥式谐振变换器的控制方法及桥式谐振变换器，通过接收桥式谐振变换器的输入电压和输出电压，根据输入电压和输出电压计算桥式谐振变换器的增益；判断增益是否大于等于1，增益大于等于1时与增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，其中在第一时间Ta内，桥式谐振变换器的输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零，第二时间Tb为输出端所在侧的桥式单元内的开关管相对于与其同步工作的输入端所在侧的桥式单元内的开关管的延迟关断时间。仅需根据控制桥式谐振变换器必须的输入电压和输出电压两个采样信号就可以实现两端子间压差为零的时间控制，无需增加采样电路，且控制简单。

权利要求

1.一种桥式谐振变换器的控制方法，其中所述桥式谐振变换器包括：第一桥式单元、变压器、第二桥式单元和谐振单元，其中所述第一桥式单元的一端连接所述变压器的第一绕组，另一端用于接收或输出第一电压；所述第二桥式单元的一端连接所述变压器的第二绕组，另一端用于对应的输出或接收第二电压；谐振单元连接在所述第一桥式单元与所述第一绕组之间或连接在所述第二桥式单元与所述第二绕组之间，其特征在于，执行：S1:接收所述桥式谐振变换器的输入电压和输出电压，根据所述输入电压和所述输出电压计算所述桥式谐振变换器的增益；

S2:判断所述增益是否大于等于1，所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，其中在所述第一时间Ta内，桥式谐振变换器的输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零，所述第二时间Tb为输出端所在侧的桥式单元内的开关管相对于与其同步工作的输入端所在侧的桥式单元内的开关管的延迟关断时间，其中，步骤S2中的所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，包括：S21：判断所述增益是否大于等于1，如是，进入步骤S22，若否，进入步骤S23；

S22：根据第一关系式配置时间参数A和B；

S23:根据第二关系式配置时间参数A和B；

S24:根据时间参数A和B得到第一时间Ta和第二时间Tb。

2.根据权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法，其特征在于，所述第一关系式中所述时间参数A与所述增益和所述时间参数B相关，所述时间参数B为一常数；所述第二关系式中所述时间参数A为一常数，所述时间参数B与所述增益相关。

3.根据权利要求1或2所述的桥式谐振变换器的控制方法，其特征在于，步骤S24为：接收作为输入端的桥式单元内的开关管在半个开关周期内的导通时间Ts、以及时间参数A和B，根据关系式Ta＝A*Ts和Tb＝B*Ts，分别得到所述第一时间Ta和所述第二时间Tb。

4.根据权利要求3所述的桥式谐振变换器的控制方法，其特征在于，还执行：S31:接收来自桥式谐振变换器的输出采样信号和与输出采样信号相应的参考信号，计算输出采样信号与参考信号之间的误差信号；以及S32:根据所述误差信号得到所述导通时间Ts。

5.根据权利要求1或4所述的桥式谐振变换器的控制方法，其特征在于，还执行步骤S4：输出控制桥式谐振变换器内开关管的开关驱动信号，其中在所述第一时间Ta，桥式谐振变换器的输出端所在侧的桥式单元内的开关管工作，以使得输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零。

6.根据权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法，其特征在于，在所述桥式谐振变换器的每半个开关周期内均包括所述第一时间。

7.一种采用权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法的桥式谐振变换器，其特征在于，包括：所述第一电压为输入电压；

所述第二电压为输出电压；

所述第一桥式单元被配置为半桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接半桥拓扑内两桥臂的共节点；

所述第二桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第二绕组的两端分别连接全桥拓扑内两开关桥臂的共节点；

一控制器，执行权利要求1所述的控制方法。

8.根据权利要求7所述的桥式谐振变换器，其特征在于，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得全桥拓扑的两下管同时导通或两上管同时导通。

9.一种采用权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法的双向桥式谐振变换器，其特征在于，包括：所述第一桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述第一桥式单元内两开关桥臂的共节点；

所述第二桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第二绕组的两端分别连接所述第二桥式单元内两开关桥臂的共节点，所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压，或将所述第二电压变换为所述第一电压；

一控制器，执行权利要求1所述的控制方法。

10.根据权利要求9所述的双向桥式谐振变换器，其特征在于，当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第二桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通；

当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压变换为所述第一电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第一桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通。

11.一种采用权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法的桥式谐振变换器，其特征在于，包括：所述第一电压为输入电压；

所述第二电压为输出电压；

所述第一桥式单元被配置为半桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接半桥拓扑内两桥臂的共节点；

所述第二桥式单元被配置为三电平半桥拓扑，所述三电平半桥拓扑包括：串联连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管形成的开关桥臂；

串联连接的第三电容和第四电容形成的电容桥臂，所述电容桥臂与所述开关桥臂并联；

飞跨电容，所述飞跨电容连接在第一开关管和第二开关管的共节点与第三开关管和第四开关管的共节点之间，其中所述第二绕组的两端分别连接第二开关管与第三开关管的共节点和所述电容桥臂的共节点；

一控制器，执行权利要求1所述的控制方法。

12.根据权利要求11所述的桥式谐振变换器，其特征在于，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得第二开关管和第四开关管同时导通或第一开关管和第三开关管同时导通。

13.一种采用权利要求1所述的桥式谐振变换器的控制方法的双向桥式谐振变换器，其特征在于，包括：所述第一桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述全桥拓扑内两开关桥臂的共节点；

所述第二桥式单元被配置为三电平半桥拓扑，所述三电平半桥拓扑包括：串联连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管形成的开关桥臂；

串联连接的第一电容和第二电容形成的电容桥臂，所述电容桥臂与所述开关桥臂并联；

飞跨电容，所述飞跨电容连接在第一开关管和第二开关管的共节点与第三开关管和第四开关管的共节点之间，其中所述第二绕组的两端分别连接第二开关管与第三开关管的共节点和所述电容桥臂的共节点；

一控制器，执行权利要求1所述的控制方法。

14.根据权利要求13所述的双向桥式谐振变换器，其特征在于，当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得第二开关管和第四开关管同时导通或第一开关管和第三开关管同时导通；

当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压变换为所述第一电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第一桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通。

说明书

桥式谐振变换器的控制方法及桥式谐振变换器

技术领域

[0001] 本申请涉及电源领域，尤其是桥式谐振变换器的控制方法及桥式谐振变换器。

背景技术

[0002] 桥式谐振变换器是一种极具吸引力的隔离型DC‑DC变换器，由于其能在全负载范围内实现软开关，因此能够减小开关损耗、提高变换器效率、减小体积、提升功率密度，从而被广泛应用于各个领域。

[0003] 对于桥式谐振变换器通常采用变频控制方式，也即控制桥式谐振变换器中开关管的工作频率。这在宽输入电压范围或宽输出电压范围的应用中是一个挑战。因为宽输入电压范围或宽输出电压范围意味着桥式谐振变换器的开关频率范围也随之增加。然后若希望控制器所能提供的开关频率范围增大，以及桥式谐振变换器中开关管所能承受的开关频率范围增大，则需要更高性能的控制器或开关器件，这无疑增加桥式谐振变换器的成本。另一方面，更宽的开关频率范围会使得器件运行在极限状态，而导致器件性能较差，如对其它器件的干扰更大，而导致变换器可靠性差。并且同时也导致器件损耗随之增加,从而降低变换器效率。

[0004] 随着技术及市场产品多样化需求的发展，宽输入电压范围或宽输出电压范围的桥式谐振变换器是被需要和期待的。

[0005] 因此，提供一种桥式谐振变换器的控制方法，以得到高效率及高可靠性的桥式谐振变换器，成为业研究的重点。

发明内容

[0006] 本申请提供一种桥式谐振变换器的控制方法，其中所述桥式谐振变换器包括：第一桥式单元、变压器、第二桥式单元和谐振单元，其中所述第一桥式单元的一端连接所述变压器的第一绕组，另一端用于接收或输出第一电压；所述第二桥式单元的一端连接所述变压器的第二绕组，另一端用于对应的输出或接收第二电压；谐振单元连接在所述第一桥式单元与所述第一绕组之间或连接在所述第二桥式单元与所述第二绕组之间，执行：S1:接收所述桥式谐振变换器的输入电压和输出电压，根据所述输入电压和所述输出电压计算所述桥式谐振变换器的增益；S2:判断所述增益是否大于等于1，所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，其中在所述第一时间Ta内，桥式谐振变换器的输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零，所述第二时间Tb为输出端所在侧的桥式单元内的开关管相对于与其同步工作的输入端所在侧的桥式单元内的开关管的延迟关断时间。

[0007] 更进一步的，步骤S2中的所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，包括：S21：判断所述增益是否大于等于1，如是，进入步骤S22，若否，进入步骤S23；S22：根据第一关系式配置时间参数A和B；S23:根据第二关系式配置时间参数A和B；S24:根据时间参数A和B得到第一时间Ta和第二时间Tb。

[0008] 更进一步的，所述第一关系式中所述时间参数A与所述增益和所述时间参数B相关，所述时间参数B为一常数；所述第二关系式中所述时间参数A为一常数，所述时间参数B与所述增益相关。

[0009] 更进一步的，步骤S24为：接收作为输入端的桥式单元内的开关管在半个开关周期内的导通时间Ts、以及时间参数A和B，根据关系式Ta＝A*Ts和Tb＝B*Ts，分别得到所述第一时间Ta和所述第二时间Tb。

[0010] 更进一步的，还执行：S31:接收来自桥式谐振变换器的输出采样信号和与输出采样信号相应的参考信号，计算输出采样信号与参考信号之间的误差信号；以及S32:根据所述误差信号得到所述导通时间Ts。

[0011] 更进一步的，还执行步骤S4：输出控制桥式谐振变换器内开关管的开关驱动信号，其中在所述第一时间Ta，桥式谐振变换器的输出端所在侧的桥式单元内的开关管工作，以使得输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零。

[0012] 更进一步的，在所述桥式谐振变换器的每半个开关周期内均包括所述第一时间。

[0013] 本申请还提供一种采用上述的控制方法的桥式谐振变换器，包括：所述第一电压为输入电压；所述第二电压为输出电压；所述第一桥式单元被配置为半桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述半桥拓扑内两桥臂的共节点；

[0014] 所述第二桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第二绕组的两端分别连接全桥拓扑内两开关桥臂的共节点；一控制器，执行上述的控制方法。

[0015] 更进一步的，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得全桥拓扑的两下管同时导通或两上管同时导通。

[0016] 本申请还提供一种采用上述的控制方法的双向桥式谐振变换器，包括：所述第一桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述第一桥式单元内两开关桥臂的共节点；所述第二桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第二绕组的两端分别连接所述第二桥式单元内两开关桥臂的共节点，所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压，或将所述第二电压变换为所述第一电压；一控制器，执行上述的控制方法。

[0017] 更进一步的，当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第二桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通；当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压变换为所述第一电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第一桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通。

[0018] 本申请还提供一种采用上述的控制方法的桥式谐振变换器，包括：所述第一电压为输入电压；所述第二电压为输出电压；所述第一桥式单元被配置为半桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述半桥拓扑内两桥臂的共节点；所述第二桥式单元被配置为三电平半桥拓扑，所述三电平半桥拓扑包括：串联连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管形成的开关桥臂；串联连接的第三电容和第四电容形成的电容桥臂，所述电容桥臂与所述开关桥臂并联；飞跨电容，所述飞跨电容连接在第一开关管和第二开关管的共节点与第三开关管和第四开关管的共节点之间，其中所述第二绕组的两端分别连接第二开关管与第三开关管的共节点和所述电容桥臂的共节点；一控制器，执行上述的控制方法。

[0019] 更进一步的，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得第二开关管和第四开关管同时导通或第一开关管和第三开关管同时导通。

[0020] 本申请还提供一种采用上述的控制方法的双向桥式谐振变换器，包括：所述第一桥式单元被配置为全桥拓扑，所述第一绕组的两端分别连接所述全桥拓扑内两开关桥臂的共节点；所述第二桥式单元被配置为三电平半桥拓扑，所述三电平半桥拓扑包括：串联连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管形成的开关桥臂；串联连接的第一电容和第二电容形成的电容桥臂，所述电容桥臂与所述开关桥臂并联；飞跨电容，所述飞跨电容连接在第一开关管和第二开关管的共节点与第三开关管和第四开关管的共节点之间，其中所述第二绕组的两端分别连接第二开关管与第三开关管的共节点和所述电容桥臂的共节点；一控制器，执行上述的控制方法。

[0021] 更进一步的，当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得第二开关管和第四开关管同时导通或第一开关管和第三开关管同时导通；当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压变换为所述第一电压时，在所述第一时间Ta内，所述控制器输出的开关控制信号控制使得所述第一桥式单元的两下管同时导通或两上管同时导通。

[0022] 前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其构成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的精神和范围。

附图说明

[0023] 为了更完整地理解本公开内容及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：

[0024] 图1示出了本申请一实施例的桥式谐振变换器框图示意图；

[0025] 图2示出了本申请一实施例的桥式谐振变换器的控制流程图；

[0026] 图3示出了本申请一实施例的图1中的桥式谐振变换器的输出电流io和谐振电流ir的工作波形示意图；

[0027] 图4示出了本申请一实施例的桥式谐振变换器的控制流程图；

[0028] 图5示出了本申请一实施例的双向桥式谐振变换器电路示意图；

[0029] 图6示出了本申请一实施例的图5中的双向桥式谐振变换器的工作波形示意图；

[0030] 图7示出了本申请一实施例的桥式谐振变换器电路示意图；

[0031] 图8示出了本申请一实施例的桥式谐振变换器电路示意图；

[0032] 图9示出了本申请一实施例的双向桥式谐振变换器电路示意图。

[0033] 除非另有说明，不同附图中的对应和符号通常指对应的部分。绘制这些附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，并不一定按比例绘制。

具体实施方式

[0034] 下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

[0035] 请参阅图1所示的本申请一实施例的桥式谐振变换器框图示意图，桥式谐振变换器包括：第一桥式单元110、变压器130、第二桥式单元120和谐振单元140，其中第一桥式单元110的一端连接变压器130的第一绕组Lp，另一端用于接收或输出第一电压V1；第二桥式单元120的一端连接变压器130的第二绕组Ls，另一端用于对应的输出或接收第二电压V2；谐振单元140连接在第一桥式单元110与第一绕组Lp之间或连接在第二桥式单元120与第二绕组Ls之间。

[0036] 如图1所示，谐振单元140被配置为谐振电感Lr和谐振电容Cr串联连接形成的LC串联谐振单元。如图1中，LC串联谐振单元连接在第一桥式单元110与第一绕组Lp之间。在实际应用中，LC串联谐振单元也可连接在第二桥式单元120与第二绕组Ls之间。当然谐振单元140也可为其它结构，如LLC谐振单元，谐振电容Cr共用桥式单元的桥臂中的电容等，只要在第一桥式单元110与第一绕组Lp之间或第二桥式单元120与第二绕组Ls之间形成一个谐振腔即可。

[0037] 对于图1所示的桥式谐振变换器，通常采用变频控制，我们知道对于变频控制，基于采样的反馈回路控制开关管的开关频率，在相应的开关频率下每个开关管以略小于50％的占空比,同一桥臂的上管和下管之间以中间带有死区的交替方式运行。第二桥式单元120内至少一开关管与第一桥式单元110内至少一开关管形成同步工作的开关管。

[0038] 对于图1所示的桥式谐振变换器，当其被配置为单向桥式谐振变换器，用于将第一电压V1变换为第二电压V2，我们称第一桥式单元110为输入端所在侧的桥式单元，第一绕组Lp为输入端所在侧的变压器绕组，第一电压V1可称为输入电压；第二桥式单元120为输出端所在侧的桥式单元，第二绕组Ls为输出端所在侧的变压器绕组，第二电压V2可称为输出电压。

[0039] 对于图1所示的桥式谐振变换器，当其被配置为双向桥式谐振变换器，其可用于将第一电压V1变换为第二电压V2，也可用于将第二电压V2变换为第一电压V1。当其工作在将第一电压V1变换为第二电压V2，同样的，我们称第一桥式单元110为输入端所在侧的桥式单元，第一绕组Lp为输入端所在侧的变压器绕组，第一电压V1可称为输入电压；第二桥式单元120为输出端所在侧的桥式单元，第二绕组Ls为输出端所在侧的变压器绕组，第二电压V2可称为输出电压。当其工作在将第二电压V2变换为第一电压V1，我们称第二桥式单元120为输入端所在侧的桥式单元，第二绕组Ls为输入端所在侧的变压器绕组，第二电压V2可称为输入电压；第一桥式单元110为输出端所在侧的桥式单元，第一绕组Lp为输出端所在侧的变压器绕组，第一电压V1可称为输出电压。

[0040] 更进一步的，如图1所示，桥式谐振变换器还包括控制器200，用于控制桥式谐振变换器，控制器200执行以下的控制方法，具体的可参阅图2所示的桥式谐振变换器的控制流程图，控制器200执行：S1:接收所述桥式谐振变换器的输入电压和输出电压，根据所述输入电压和所述输出电压计算所述桥式谐振变换器的增益M；

[0041] S2:判断所述增益M是否大于等于1，所述增益M大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，其中在所述第一时间Ta内，桥式谐振变换器的输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零，所述第二时间Tb为输出端所在侧的桥式单元内的开关管相对于与其同步工作的输入端所在侧的桥式单元内的开关管的延迟关断时间。

[0042] 可参阅图3所示的图1中的桥式谐振变换器的输出电流io和谐振电流ir的工作波形示意图。如图3所示，在第一时间Ta内导通时，若桥式谐振变换器的输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零，则桥式谐振变换器的输出电流io为零，此期间谐振单元140中的谐振电流ir会逐渐上升且上升速度比较大，如图3所示，则将能量存储在谐振回路里，则在第一时间Ta之后可将谐振回路中的能量释放放出来，形成BOOST的阶段，如此可实现在一定范围的电压调节，而可降低开关频率的范围。尤其对于宽输入电压范围或宽输出电压范围的桥式谐振变换器，在输入电压比较低的时候，谐振电流ir也能被抬高，而可实现谐振单元的增益大于一，实现BOOST的阶段，而可降低开关频率的范围。

[0043] 并且如上所述，本申请仅根据输出电压与输入电压之间的增益M控制桥式谐振变换器，使得其输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零的时间。输出电压Vo与输入电压Vin是桥式谐振变换器控制所必须的采样信号，也即本申请无需增加新的采样电路，仅通过桥式谐振变换器中现有的控制器根据已有的输出电压和输入电压采样信号就可以实现。

[0044] 更进一步的，无需额外的采样，也避免了采样延时和采样误差等给控制带来的不利影响，使得控制更加精准，而提高了桥式谐振变换器的可靠性。

[0045] 另外，为提高桥式谐振变换器的效率，希望桥式谐振变换器的第二桥式单元120内的开关管实现ZCS，本申请控制使得输出端所在侧的桥式单元内的开关管相对于与其同步工作的输入端所在侧的桥式单元内的开关管的延迟关断第二时间Tb。如图3所示的，则使得在此第二时间Tb内，输出电流可过零反向，在此之后关断输出端所在侧的桥式单元内的开关管，则可实现输出端所在侧的桥式单元内的开关管实现ZCS，而提高桥式谐振变换器的效率。

[0046] 为使得桥式谐振变换器具备上述第一时间Ta的升压阶段，也使得桥式谐振变换器的输出端所在侧的桥式单元内的开关管实现ZCS，也即具备上述的第二时间Tb。则桥式谐振变换器的理想工作波形为图3所示。为使得桥式谐振变换器的工作波形为图3所示，基于图3的工作波形，经研究发现，第一时间Ta和第二时间Tb与桥式谐振变换器的增益相关。具体的，桥式谐振变换器增益大于1时与小于1时，第一时间Ta和第二时间Tb的长度设置方式应不同。也即需要执行所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度。

[0047] 更具体的，请参阅图4所示的桥式谐振变换器的控制流程图，如图4所示的，步骤S2中的所述增益大于等于1时与所述增益小于1时，采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb的长度，更具体的包括：

[0048] S21：判断所述增益是否大于等于1，如是，进入步骤S22，若否，进入步骤S23；S22：根据第一关系式配置时间参数A和B；S23:根据第二关系式配置时间参数A和B；S24:根据时间参数A和B得到第一时间Ta和第二时间Tb。也即所述增益大于等于1时与所述增益小于1时采用不同的设置方式设置时间参数A和B，进而也即采用不同的设置方式设置第一时间Ta和第二时间Tb。

[0049] 具体的，在一实施例中，在第一关系式中B＝b1+k1。其中b1为一常数，其取值通常在0.01至0.05之间，当然本申请并不限定b1的具体取值，其和桥式谐振变换器的具体电路相关；其中k1为一修正量，用于修正B值，其可根据桥式谐振变换器内器件的参数调整，也可在桥式谐振变换器设计完成之后，根据多次实验修正后得到适合该桥式谐振变换器的修正量k1。也即在第一关系式中，时间参数B为一常数。

[0050] 具体的，在一实施例中，在第一关系式中A＝(M‑1)/M+2*B+k2，其中k2为一修正量，用于修正A值，其可根据桥式谐振变换器内器件的参数调整，也可在桥式谐振变换器设计完成之后，根据多次实验修正后得到适合该桥式谐振变换器的修正量k2。也即在第一关系式中，时间参数A与桥式谐振变换器的增益M和时间参数B相关。

[0051] 具体的，在一实施例中，在第二关系式中B＝(1‑M)/2+k3，同样的k3为一修正量，用于修正B值，其可根据桥式谐振变换器内器件的参数调整，也可在桥式谐振变换器设计完成之后，根据多次实验修正后得到适合该桥式谐振变换器的修正量k3。也即在第二关系式中时间参数B与桥式谐振变换器的增益M相关。

[0052] 具体的，在一实施例中，在第二关系式中A＝b2+k4。其中b2为一常数，其取值通常接近于零，当然本申请并不限定b2的具体取值，其和桥式谐振变换器的具体电路相关；其中k4为一修正量，用于修正A值，其可根据桥式谐振变换器内器件的参数调整，也可在桥式谐振变换器设计完成之后，根据多次实验修正后得到适合该桥式谐振变换器的修正量k4。也即在第二关系式中时间参数A为一常数。

[0053] 更具体的，如图4所示，步骤S24还接收作为输入端的桥式单元内的开关管在半个开关周期内的导通时间Ts。则更具体的，在一实施例中，步骤S24为：接收作为输入端的桥式单元内的开关管在半个开关周期内的导通时间Ts、以及时间参数A和B，根据关系式Ta＝A*Ts和Tb＝B*Ts，分别得到第一时间Ta和第二时间Tb。

[0054] 更具体的，如图4所示，控制器200还执行：S31:接收来自桥式谐振变换器的输出采样信号Sc和与输出采样信号Sc相应的参考信号Sref，计算输出采样信号Sc与参考信号Sref之间的误差信号ΔS；以及S32:根据所述误差信号ΔS得到所述导通时间Ts。在具体实施时，步骤S31由误差计算单元实现，步骤S32由PID运算单元实现。

[0055] 更具体的，这里的输出采样信号Sc可为任何表征桥式谐振变换器输出端信号的信号，如输出电压信号、输出电流信号以及输出功率信号等，则对应的参考信号Sref为电压参考信号、电流参考信号和功率参考信号等。只要可根据采样信号Sc与参考信号Sref得到导通时间Ts均可。

[0056] 更进一步的，控制器200还执行步骤S4：输出控制桥式谐振变换器内开关管的开关驱动信号，其中在所述第一时间Ta，桥式谐振变换器的输出端所在侧的桥式单元内的开关工作，以使得输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零。

[0057] 更进一步的，如图3所示，在桥式谐振变换器的每半个开关周期内均包括所述第一时间Ta。

[0058] 如下以图5所示的双向桥式谐振变换器讲明其具体工作方式，请参阅图5所示的采用本申请上述的控制方式的双向桥式谐振变换器电路示意图。

[0059] 如图5所示，第一桥式单元110和第二桥式单元120均被配置为全桥拓扑。第一桥式单元110包括串联连接的第一开关管Q1和第二开关管Q2形成的第一开关桥臂、以及串联连接的第三开关管Q3和第四开关管Q4形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接。第一绕组Lp的两端通过谐振单元140分别对应连接第一开关桥臂和第二开关桥臂的共节点，也即将所述第一绕组Lp的两端分别连接所述第一桥式单元110内两开关桥臂的共节点。第二桥式单元120包括串联连接的第五开关管Q5和第六开关管Q6形成的第三开关桥臂、以及串联连接的第七开关管Q7和第八开关管Q8形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接。第二绕组Ls的两端分别对应连接第三开关桥臂和第四开关桥臂的共节点，也即所述第二绕组Ls的两端分别连接所述第二桥式单元120内两开关桥臂的共节点。

[0060] 对于图5所示的双向桥式谐振变换器，由于第一桥式单元110和第二桥式单元120均被配置为全桥拓扑，则其可用于将所述第一电压V1变换为所述第二电压V2，或将所述第二电压V2变换为所述第一电压V1，也即实现双向变换器的功能。

[0061] 在具体实施时，当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压V1变换为所述第二电压V2时，在所述第一时间Ta内，所述控制器200根据上述的控制方式输出的开关控制信号控制使得所述第二桥式单元120(输出端所在侧的桥式单元)的两下管(第六开关管Q6和第八开关管Q8)同时导通或两上管(第五开关管Q5和第七开关管Q7)同时导通。则将输出端所在侧的变压器绕组Ls两端子之间短路，则两端子间压差为零。

[0062] 当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压V2变换为所述第一电压V1时，在所述第一时间Ta内，所述控制器200根据上述的控制方式输出的开关控制信号控制使得所述第一桥式单元110的两下管(第二开关管Q2和第四开关管Q4)同时导通或两上管(第一开关管Q1和第三开关管Q3)同时导通。则将输出端所在侧的变压器绕组Lp两端子之间短路，则两端子间压差为零。

[0063] 更具体的，在实际工作中，双向桥式谐振变换器还可工作在其它模态，具体的，可参阅图6所示的图5中的双向桥式谐振变换器的工作波形示意图，并可结合图3。需要注意的是控制器200根据上述的控制方式输出控制第一开关管Q1至第八开关管Q8的开关驱动信号。我们知道对于变频控制，基于采样的反馈回路控制开关管的开关频率，在相应的开关频率下每个开关管以略小于50％的占空比。

[0064] 对于图5所示的全桥桥式谐振变换器，同一桥式单元中的同一桥臂的上管和下管之间以中间带有死区的互补方式运行，同一桥式单元中的两桥臂的对管之间以同步方式运行，两桥式单元之间其中一对对管同步工作。如图6所示，第一桥式单元110中的第一开关管Q1和第四开关管Q4同步工作，同时其与第二桥式单元120中的第五开关管Q5和第八开关管Q8同步工作。第一桥式单元110中的第三开关管Q3和第二开关管Q2同步工作，同时其与第二桥式单元120中的第七开关管Q7和第六开关管Q6同步工作。第一桥式单元110中的第三开关管Q3与第四开关管Q4以中间带有死区的互补方式运行，第一开关管Q1与第二开关管Q2以中间带有死区的互补方式运行。第二桥式单元120中的第五开关管Q5与第六开关管Q6以中间带有死区的互补方式运行，第七开关管Q7与第八开关管Q8以中间带有死区的互补方式运行。

[0065] 对于图5所示的全桥桥式谐振变换器，根据本申请的控制方式，在输入端所在侧的桥式单元中对管导通的期间，在控制使得输出端所在侧的桥式单元中与其同步工作的开关管同时导通之前，增加输出端所在侧的桥式单元中两下管同时导通或两上管同时导通的时间。对于如图5所示的全桥桥式谐振变换器，当第二桥式单元120为输出端侧时，则增加第六开关管Q6和第八开关管Q8同时导通，或第五开关管Q5和第七开关管Q7同时导通的时间。当第一桥式单元110为输出端侧时，则增加第二开关管Q2和第四开关管Q4同时导通，或第三开关管Q3和第一开关管Q1同时导通的时间。

[0066] 具体的，可参阅图6，在t1时刻至t4的半个开关周期内，作为输入端侧的第一桥式单元110内的第一开关管Q1和第四开关管Q4(一对对管)导通，并且在t1时刻至t3时刻内控制使得第六开关管Q6导通(也即延长第六开关管Q6的导通时间至t3时刻)，并且在t2时刻控制使得第八开关管Q8导通，则在t2时刻至t3时刻内第六开关管Q6和第八开关管Q8(第二桥式单元120内的两下管)同时导通，则将第二绕组Ls两端子之间短路，则两端子间压差为零，此时则桥式谐振变换器的输出电流io为零，此期间谐振单元140中的谐振电流ir会逐渐上升且上升速度比较大，如图6所示，则将能量存储在谐振回路里，在第一时间Ta之后可将谐振回路中的能量释放放出来，形成BOOST的阶段，如此可实现在一定范围的电压调节，而可降低开关频率的范围。更进一步的，在t3时刻控制使得第六开关管Q6关断，控制使得第五开关管Q5导通直至t4时刻的半个开关周期结束时刻，第八开关管Q8也导通至t4时刻的半个开关周期结束时刻，则第二桥式单元120内第五开关管Q5和第八开关管Q8(一对对管)与第一桥式单元110内第一开关管Q1和第四开关管Q4(一对对管)形成同步工作的开关管。则在输入端所在侧的桥式单元(第一桥式单元110)中对管(第一开关管Q1和第四开关管Q4)导通的期间，在控制使得输出端所在侧的桥式单元(第二桥式单元120)中与其同步工作的开关管(第五开关管Q5和第八开关管Q8)同时导通之前，增加输出端所在侧的桥式单元(第二桥式单元120)中两下管(第六开关管Q6和第八开关管Q8)同时导通同时导通的时间。

[0067] 更进一步的，如图6所示，在t4时刻控制使得第一桥式单元110内第一开关管Q1和第四开关管Q4关断，而与其同步工作的第二桥式单元120内第五开关管Q5和第八开关管Q8仍处于导通状态，直至t5时刻，其中t5时刻晚于t4时刻第二时间Tb的长度。使得t4时刻至t5时刻内，同步工作的第五开关管Q5和第八开关管Q8相对于第一开关管Q1和第四开关管Q4延迟关断第二时间Tb，则在此第二时间Tb内，输出电流过零反向，之后关断输出端所在侧的桥式单元内的开关管，如此可实现输出端所在侧的桥式单元内的开关管实现ZCS，而提高桥式谐振变换器的效率。如此构成前半个开关周期。

[0068] 在后半个开关周期内，第一桥式单元110内的第二开关管Q2和第三开关管Q3与第二桥式单元120内的第六开关管Q6和第七开关管Q7同步工作。其中第八开关管Q8延迟导通以与后续到导通的第六开关管Q6形成后半周期内的第一时间Ta。同步工作的第六开关管Q6和第七开关管Q7晚于第二开关管Q2和第三开关管Q3关断第二时间Tb，使得输出端所在侧的桥式单元内的开关管实现ZCS，而提高桥式谐振变换器的效率。如此构成前半个开关周期。其工作时序与前半周相似，在此不再赘述。

[0069] 具体的，第一桥式单元110内交替导通的开关管的开关动作之间可包括一个死区时间，第二桥式单元120内交替导通的开关管的开关动作之间可包括一个死区时间，以保证桥式谐振变换器的可靠运行，请注意上述描述忽略了死区时间。

[0070] 图6以两个下管同时导通以使得输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零。在实际应用中，也可两个上管同时工作以使得输出端所在侧的变压器绕组两端子间压差为零。同样以图6为例，则在前半个周期内可控制使得第七开关管Q7延长导通至t3时刻，以与后续到导通的第五开关管Q5形成后半周期内的第一时间Ta。如此构成前半个开关周期。

[0071] 在后半个开关周期内，其中第五开关管Q5延迟导通以与后续到导通的第七开关管Q7形成后半周期内的第一时间Ta。如此构成前半个开关周期。

[0072] 上述以双向桥式谐振变换器工作以将所述第一电压V1变换为所述第二电压V2为例讲明其原理。

[0073] 在实际工作，当双向桥式谐振变换器工作以将所述第二电压V2变换为所述第一电压V1时，其控制原理与上述相同，在此不再赘述。只是第一桥式单元110作为输出侧，第二桥式单元120作为输入侧。

[0074] 本申请还提供一种桥式谐振变换器，请参阅图7所示的采用本申请的控制方式的桥式谐振变换器电路示意图。第一桥式单元110被配置为半桥拓扑。一次侧桥式单元110包括串联连接的第一开关管Q1和第二开关管Q2形成的第一开关桥臂，以及串联连接的第一电容C1和第二电容C2形成的第一电容桥臂，第一开关桥臂与第一电容桥臂并联连接以接收第一电压V1，所述一次侧绕组Lp的两端分别对应连接所述第一开关桥臂内第一开关管Q1和第二开关管Q2的共节点和所述第一电容桥臂内第一电容C1和第二电容C2的共节点。

[0075] 与图5相同的，第二桥式单元120被配置为全桥拓扑，第二桥式单元120包括串联连接的第五开关管Q5和第六开关管Q6形成的第三开关桥臂、以及串联连接的第七开关管Q7和第八开关管Q8形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接，以输出第二电压V2。第二绕组Ls的两端分别对应连接第三开关桥臂和第四开关桥臂的共节点，也即所述第二绕组Ls的两端分别连接所述第二桥式单元120内两开关桥臂的共节点。

[0076] 图7所示的桥式谐振变换器用于将第一电压V1变换为第二电压V2，则第一桥式单元110为输入端所在侧的桥式单元，第二桥式单元120为输出端所在侧的桥式单元。第一桥式单元110中的第一开关管Q1与第二桥式单元120中的第五开关管Q5和第八开关管Q8同步工作。第一桥式单元110中的第二开关管Q2与第二桥式单元120中的第七开关管Q7和第六开关管Q6同步工作。第一桥式单元110中的第一开关管Q1与第二开关管Q2以中间带有死区的互补方式运行。第二桥式单元120中的第五开关管Q5与第六开关管Q6以中间带有死区的互补方式运行，第七开关管Q7与第八开关管Q8以中间带有死区的互补方式运行。

[0077] 与图5相同的，采用相同的时序增加第六开关管Q6和第八开关管Q8同时导通，或第五开关管Q5和第七开关管Q7同时导通的时间，以及同步工作的第二桥式单元120中开关管相对于第一桥式单元110中开关管延迟关断第二时间Tb，而实现与图5工作在用于将第一电压V1变换为第二电压V2时相同的功能。

[0078] 本申请还提供一种桥式谐振变换器，请参阅图8所示的采用本申请的控制方式的桥式谐振变换器电路示意图。与图7相似的，第一桥式单元110被配置为半桥拓扑。

[0079] 第二桥式单元120被配置为三电平半桥拓扑，包括：串联连接的第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3和第四开关管S4形成的开关桥臂；串联连接的第三电容C3和第四电容C4形成的电容桥臂，所述电容桥臂与所述开关桥臂并联；飞跨电容Cf1，所述飞跨电容Cf1连接在第一开关管S1和第二开关管S2的共节点与第三开关管S3和第四开关管S4的共节点之间，其中所述第二绕组Ls的两端分别连接第二开关管S2与第三开关管S3的共节点和所述电容桥臂的共节点。

[0080] 图8所示的桥式谐振变换器用于将第一电压V1变换为第二电压V2，则第一桥式单元110为输入端所在侧的桥式单元，第二桥式单元120为输出端所在侧的桥式单元。

[0081] 第一桥式单元110中的第一开关管Q1与第二桥式单元120中的第一开关管S1和第二开关管S2同步工作。第一桥式单元110中的第二开关管Q2与第二桥式单元120中的第三开关管S3和第四开关管S4同步工作。

[0082] 增加第二开关管S2和第四开关管S4同时导通，或第一开关管S1和第三开关管S3同时导通的时间的第一时间Ta，以及同步工作的第二桥式单元120中开关管相对于第一桥式单元110中开关管延迟关断第二时间Tb，而实现与图5工作在用于将第一电压V1变换为第二电压V2时相同的功能。

[0083] 本申请还提供一种双向桥式谐振变换器，请参阅图9所示的采用本申请的控制方式的双向桥式谐振变换器电路示意图。与图5相似的，第一桥式单元110被配置为全桥拓扑。与图8相似的，第二桥式单元120被配置为三电平半桥拓扑。则其可用于将所述第一电压V1变换为所述第二电压V2，或将所述第二电压V2变换为所述第一电压V1，也即实现双向变换器的功能。

[0084] 当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第一电压变换为所述第二电压时，第二桥式单元120中的第一开关管S1和第二开关管S2与第一桥式单元110中的第二开关管Q2和第三开关管Q3同步工作。第二桥式单元120中的第三开关管S3和第四开关管S4与第一桥式单元110中的第一开关管Q1和第四关管Q4步工作。

[0085] 增加第二开关管S2和第四开关管S4同时导通，或第一开关管S1和第三开关管S3同时导通的时间的第一时间Ta，以及同步工作的第二桥式单元120中开关管相对于第一桥式单元110中开关管延迟关断第二时间Tb。

[0086] 当所述双向桥式谐振变换器用于将所述第二电压变换为所述第一电压时，增加第二开关管Q2和第四开关管Q4同时导通，或第一开关管Q1和第三开关管Q3同时导通的时间的第一时间Ta，以及同步工作的第二桥式单元120中开关管相对于第一桥式单元110中开关管延迟关断第二时间Tb。

[0087] 上述的控制器200为一数字控制器，如DSP、MCU等。上述的控制方法由控制器200编程实现，且本申请无需增加检测电路，因此本申请的方案在无需改变硬件电路，成本低，操作简单。

[0088] 在实际应用中，当桥式单元为全桥拓扑时，还可以在在变压器与全桥拓扑之间增加电容Cb，可参阅图9，以避免全桥拓扑的桥式单元作为激励源工作时由于电路参数误差带来的变压器偏磁而饱和的问题。

[0089] 更进一步的，根据如上的描述，本申请的桥式谐振变换器根据实时采样的输入电压、输出电压以及输出采样信号确定变压器绕组端子间压差为零的时间，因此控制的时效性好，而提高桥式谐振变换器的性能。

[0090] 尽管已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应当理解，在不背离所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

[0091] 此外，本申请的说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤仅为特定实施例。正如本领域普通技术人员从本公开的公开内容中容易理解的那样，执行基本相同的功能的过程、机器、制造、物质组合物、手段、方法或步骤，目前存在或以后将被开发或实现与根据本公开可利用本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。