本發(fā)明主要涉及X射線高壓發(fā)生器，尤其涉及一種X射線高壓發(fā)生器的串聯(lián)諧振變換器的控制電路和控制方法。

背景技術(shù)：

X射線高壓發(fā)生器用于X射線治療設(shè)備、X射線診斷設(shè)備、X射線計算機體層攝影設(shè)備(CT)、正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET-CT)等設(shè)備中。在大功率X射線高壓發(fā)生器的逆變電路中，為了滿足長時間工作的要求，通常選用絕緣柵雙極型開關(guān)器件(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作為開關(guān)器件。這對逆變電路通常有以下要求：①需要逆變電路有較高的帶載能力，以適應(yīng)寬范圍輸出的要求；②盡可能的減小流過開關(guān)器件的電流峰值以降低成本，同時減小開關(guān)器件的關(guān)斷損耗；③保持電感電流全負載范圍處于斷續(xù)狀態(tài)，以實現(xiàn)開關(guān)器件的零電流開通；④保持較高的開關(guān)頻率，以減小高壓變壓器和整流電路的體積；⑤逆變電路需要適應(yīng)高壓變壓器較大的寄生電容和寄生電感的影響。

逆變電路與串聯(lián)諧振電路組成串聯(lián)諧振逆變電路。串聯(lián)諧振逆變電路進一步與變壓器、整流器等器件組成串聯(lián)諧振變換器。

一種串聯(lián)諧振變換器10的主電路如圖1所示，包括開關(guān)器件Q1-Q4組成的逆變電路11，電感Ls和電容Cs組成的串聯(lián)諧振電路12、高頻高壓變壓器Tr和倍壓整流器13。串聯(lián)諧振變換器10輸出到X射線管14。串聯(lián)諧振變換器10采用的控制方式通常包括雙極性調(diào)制、移相調(diào)制和變頻調(diào)制。

雙極性調(diào)制方式如圖2所示，開關(guān)器件Q1和Q2的驅(qū)動信號互不重疊，開關(guān)器件Q3和Q4的驅(qū)動信號互不重疊，而開關(guān)器件Q1和Q4的驅(qū)動信號同相。由于斜對角的開關(guān)器件(如Q1和Q4，Q2和Q3)同開同關(guān)，所有的開關(guān)器件都要承受較大的關(guān)斷損耗。

移相調(diào)制方式如圖3所示，超前橋臂開關(guān)器件Q1和Q2的占空比都為50％，并且互補導通，滯后橋臂開關(guān)器件Q3和Q4的占空比也都為50％，并且互補導通；通過調(diào)節(jié)超前橋臂和滯后橋臂的相對相位關(guān)系，來控制輸出電壓開關(guān)器件開關(guān)器件開關(guān)器件。由于是通過兩個橋臂電壓移相的方式來調(diào)節(jié)輸出電壓，只有超前橋臂存在關(guān)斷損耗，滯后橋臂基本無關(guān)斷損耗。但由于橋臂中點電壓存在零矢量，續(xù)流期間存在電流振蕩，而且變壓器分布電容C_w越大，振蕩越強烈，開關(guān)器件將無法實現(xiàn)零電壓開通。如圖4A和4B所示，當考慮了變壓器分布電容C_w時，在重載工況下和輕載工況下，都會產(chǎn)生震蕩。

采用變頻調(diào)制時，開關(guān)器件的開關(guān)頻率需要大范圍變化，導致整流電路11和變壓器Tr需要有較大的體積。

總而言之，這幾種通常采用的技術(shù)方案難以同時滿足高頻開關(guān)、寬范圍輸出、低成本、低損耗，以及高適應(yīng)性的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種X射線高壓發(fā)生器的串聯(lián)諧振逆變器的控制電路，克服現(xiàn)有串聯(lián)諧振變換器的調(diào)制方式的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種串聯(lián)諧振變換器的控制電路，所述串聯(lián)諧振變換器包括逆變電路，所述逆變電路包括超前橋臂和滯后橋臂，所述超前橋臂包括第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，所述滯后橋臂包括第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件，所述控制電路包括：驅(qū)動電路，提供第一驅(qū)動信號給所述第一開關(guān)器件，提供第二驅(qū)動信號給所述第二開關(guān)器件，提供第三驅(qū)動信號給所述第三開關(guān)器件，提供第四驅(qū)動信號給所述第四開關(guān)器件；其中：所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號構(gòu)成雙極性調(diào)制，所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的導通時刻與所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動第二開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的導通時刻與所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動第一開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第三驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定；或者所述第一驅(qū)動信號和所述第三驅(qū)動信號構(gòu)成雙極性調(diào)制，所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的導通時刻與所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的導通時刻與所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第二驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定。

在本發(fā)明的一實施例中，所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為該串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻；或者所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，所述驅(qū)動電路通過將鋸齒波和幅度可調(diào)的門限值比較，來產(chǎn)生構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號。

在本發(fā)明的一實施例中，所述驅(qū)動電路通過判斷所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流是否達到門限值來確定該關(guān)斷時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，所述驅(qū)動電路判定所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流達到所述門限值的時刻后延遲一預定時間作為所述關(guān)斷時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號的占空比均小于50％。

本發(fā)明還提出一種X射線高壓發(fā)生器，包括如上所述的串聯(lián)諧振變換器，且所述控制電路控制所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔處于電流斷續(xù)模式。

本發(fā)明提出一種串聯(lián)諧振變換器的控制方法，所述串聯(lián)諧振變換器包括逆變電路，所述逆變電路包括超前橋臂和滯后橋臂，所述超前橋臂包括第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，所述滯后橋臂包括第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件，所述方法包括：提供第一驅(qū)動信號給所述第一開關(guān)器件，提供第二驅(qū)動信號給所述第二開關(guān)器件，提供第三驅(qū)動信號給所述第三開關(guān)器件，提供第四驅(qū)動信號給所述第四開關(guān)器件；其中所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述超前橋臂進行雙極性調(diào)制，所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的導通時刻與所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的導通時刻與所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一開關(guān)器件的導通時刻相同，，所述第三驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定；或者所述第一驅(qū)動信號和所述第三驅(qū)動信號構(gòu)成雙極性調(diào)制，所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的導通時刻與所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的導通時刻與所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第二驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定。

在本發(fā)明的一實施例中，所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為該串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻；或者所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，上述方法還包括將鋸齒波和幅度可調(diào)的門限值比較，來產(chǎn)生構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號。

在本發(fā)明的一實施例中，通過判斷所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流是否達到接近零的門限值來確定該關(guān)斷時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號的占空比均小于50％。

在本發(fā)明的一實施例中，所述諧振腔電流為電流斷續(xù)模式，且當所述逆變電路存在處于導通狀態(tài)的開關(guān)器件時，所述諧振腔電流處于非零狀態(tài)；當所述逆變電路的開關(guān)器件處于關(guān)斷狀態(tài)，所述諧振腔電流處于零狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既具有雙極性調(diào)制無零電壓矢量，因而不存在續(xù)流回路的優(yōu)點，關(guān)斷損耗又和移相調(diào)制一樣，只有雙極性調(diào)制的一半；此外，超前橋臂和滯后橋臂都有較大的死區(qū)時間，降低了橋臂直通的可能性，提高了變換器的可靠性；另一方面，通過檢測過零點來產(chǎn)生關(guān)斷信號，可以使逆變電路始終工作在電流斷續(xù)模式，減小開通損耗，并保持對高壓變壓器寄生電感L_lk和寄生電容C_w波動的適應(yīng)能力。

附圖說明

圖1是基于串聯(lián)諧振變換器的X射線高壓發(fā)生器的電路圖。

圖2是串聯(lián)諧振逆變器的雙極性調(diào)制波形圖。

圖3是串聯(lián)諧振逆變器的移相調(diào)制波形圖。

圖4A和圖4B是考慮變壓器寄生電容影響的移相調(diào)制波形圖。

圖5是本發(fā)明一實施例的基于串聯(lián)諧振變換器的X射線高壓發(fā)生器電路圖。

圖6是本發(fā)明第一實施例的串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)制波形圖。

圖7是圖6所示實施例的變化例的調(diào)制波形圖。

圖8是本發(fā)明第二實施例的串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)制波形圖。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

本發(fā)明的實施例描述X射線高壓發(fā)生器的串聯(lián)諧振逆變電路。X射線高壓發(fā)生器可以應(yīng)用在例如X射線治療設(shè)備、X射線診斷設(shè)備、X射線計算機體層攝影設(shè)備(CT)、正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET-CT)等設(shè)備中，但并不以此為限。

圖5是本發(fā)明一實施例的基于串聯(lián)諧振變換器的X射線高壓發(fā)生器的串聯(lián)諧振逆變器的電路圖。參考圖5所示，本實施例的X射線高壓發(fā)生器的串聯(lián)諧振逆變器包括逆變電路51、串聯(lián)諧振電路52、變壓器Tr和倍壓整流電路53。X射線高壓發(fā)生器包括用于控制串聯(lián)諧振變換器的控制電路。在本實施例中，控制電路包括驅(qū)動電路54。

逆變電路51包括第一開關(guān)器件Q1、第二開關(guān)器件Q2、第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4。第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2組成超前橋臂，橋臂中點A作為逆變電路51的第一輸出端。第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4組成滯后橋臂，橋臂中點B作為逆變電路51的第二輸出端。第一開關(guān)器件至第四開關(guān)器件Q1-Q4例如是絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。第一開關(guān)器件Q1的集電極連接電源Vin的正端，發(fā)射極連接橋臂中點A。第二開關(guān)器件Q2的集電極連接橋臂中點A，發(fā)射極連接電源Vin的負端。第三開關(guān)器件Q3的集電極連接電源Vin的正端，發(fā)射極連接橋臂中點B。第四開關(guān)器件Q4的集電極連接橋臂中點A，發(fā)射極連接電源Vin的負端。各個開關(guān)器件Q1-Q4分別具有寄生二極管D1-D4。

串聯(lián)諧振電路52連接逆變電路51的第一輸出端A。1串聯(lián)諧振電路52例如包括電感Ls和電容Cs。

變壓器Tr連接串聯(lián)諧振電路52以及逆變電路51的第二輸出端B。變壓器Tr具有寄生電感L_lk和寄生電容C_w。

驅(qū)動電路54提供第一驅(qū)動信號S1給第一開關(guān)器件Q1，第二驅(qū)動信號S2給第二開關(guān)器件Q2，第三驅(qū)動信號S3給第三開關(guān)器件Q3，第四驅(qū)動信號Q3給第四開關(guān)器件Q4。

第一實施例

根據(jù)本實施例，逆變電路51的超前橋臂采用雙極性調(diào)制，而滯后橋臂的開通與超前橋臂的對管相同，關(guān)斷信號則是通過檢測串聯(lián)諧振電路電流的到零信號來實現(xiàn)的。圖6是本發(fā)明第一實施例的串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)制波形圖。參考圖6所示，第一驅(qū)動信號S1和第二驅(qū)動信號S2構(gòu)成雙極性調(diào)制；第三驅(qū)動信號S3驅(qū)動第三開關(guān)器件Q3的導通時刻與第二驅(qū)動信號S2驅(qū)動第二開關(guān)器件Q2的導通時刻相同，第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的導通時刻與第一驅(qū)動信號S1驅(qū)動第一開關(guān)器件Q1的導通時刻相同。另外，第三驅(qū)動信號S3驅(qū)動第三開關(guān)器件Q3的關(guān)斷時刻和第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定。為了讓關(guān)斷損耗較小，可以選擇在逆變電流較小的時刻關(guān)斷。例如，可以設(shè)定一個門限值，通過檢測諧振腔電流小于此門限值來決定關(guān)斷時刻。為了使關(guān)斷損耗最小，第三驅(qū)動信號S3驅(qū)動第三開關(guān)器件Q3的關(guān)斷時刻較佳為串聯(lián)諧振變換器的電流上升到零的時刻。第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的導通時刻與第一驅(qū)動信號S1驅(qū)動第一開關(guān)器件Q1的導通時刻相同，第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的關(guān)斷時刻較佳為串聯(lián)諧振變換器的電流下降到零的時刻。需要說明的是，在上述過程中，驅(qū)動信號控制開關(guān)器件的導通時刻為驅(qū)動信號上升沿時刻，驅(qū)動信號控制開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為驅(qū)動信號下降沿時刻。

在一個開關(guān)周期的前半周期：開關(guān)器件Q1、Q4同時導通，開關(guān)器件Q2、Q3處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電壓Vin、開關(guān)器件Q1、諧振腔、開關(guān)器件Q4串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為高電平，由逆變電路51輸出的逆變電流或流過諧振腔的電流逐漸增大(諧振腔中的電流方向與預定電流方向相同)；

之后，僅Q4導通，Q1、Q2、Q3同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔、開關(guān)器件Q4、第二二極管D2串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為零電平，且諧振腔串聯(lián)電感放電，流過諧振腔的電流逐漸減??；

之后，Q1、Q2、Q3、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔中僅有電容Cs兩端有電壓，A、B兩點的電壓V_A,B為電容Cs兩端電壓(高電平)，此時未有諧振腔流過電流；

在一個開關(guān)周期的后半周期：Q2、Q3同時導通，Q1、Q4處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電壓Vin、開關(guān)器件Q3、諧振腔、開關(guān)器件Q2串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為低電平，由逆變器輸出的逆變電流或流過諧振腔的電流逐漸增大(諧振腔中的電流方向與預定電流方向相反)；

之后，僅Q3導通，Q1、Q2、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)器件Q3、諧振腔、第一二極管D1串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為零電平，且諧振腔串聯(lián)電感放電，流過諧振腔的電流逐漸減?。?/p>

之后，Q1、Q2、Q3、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔中僅有電容Cs兩端有電壓，A、B兩點的電壓V_A,B為電容Cs兩端電壓(低電平)，此時未有電流流過諧振腔；

驅(qū)動電路54可通過將鋸齒波信號V_tri和門限值V_mod比較，來產(chǎn)生構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號S1和S2。為此，驅(qū)動電路54可包括第一比較器，其一個輸入端輸入鋸齒波信號V_tri，另一輸入端輸入門限值V_mod。門限值V_mod的幅度可以是可調(diào)的，這樣可以控制驅(qū)動信號S1和S2的占空比。較佳的構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號S1、S2的占空比均小于50％。

相應(yīng)于最小關(guān)斷損耗，驅(qū)動電路54通過判斷串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流i_{Ls_meas}是否達到接近零的門限值來確定該關(guān)斷時刻。

在圖7所示的變化例中，驅(qū)動電路54還可以判定串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流i_{Ls_meas}達到門限值的時刻后延遲一預定時間作為關(guān)斷時刻。

在本實施例中，諧振腔電流為電流斷續(xù)模式，且當逆變電路存在處于導通狀態(tài)的開關(guān)器件時，諧振腔電流處于非零狀態(tài)；當逆變電路的開關(guān)器件處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔電流處于零狀態(tài)。

在本實施例中，通過檢測諧振腔電流i_{Ls_meas}的到零信號來產(chǎn)生的確保滯后橋臂在電流降到零之后再關(guān)斷，從而實現(xiàn)滯后橋臂(Q3和Q4)的零電流關(guān)斷。而且此時將無零電壓矢量回路，不存在續(xù)流期間串聯(lián)電感與串聯(lián)電容發(fā)生振蕩的問題，電流將始終為零，直到有其他的開關(guān)器件開通，因而也可以保證開關(guān)器件的零電流開通。因此，本實施例既具有雙極性調(diào)制無零電壓矢量而不存在續(xù)流回路的優(yōu)點，關(guān)斷損耗又和移相調(diào)制一樣，只有雙極性調(diào)制的一半；此外，超前橋臂和滯后橋臂都有較大的死區(qū)時間，降低了橋臂直通的可能性，提高了逆變電路的可靠性；另一方面，通過檢測過零點來產(chǎn)生關(guān)斷信號，可以使逆變電路始終工作在電流斷續(xù)模式，減小開通損耗，并保持對高壓變壓器寄生電感L_lk和寄生電容C_w波動的適應(yīng)能力。

第二實施例

根據(jù)本實施例，逆變電路51的開關(guān)器件Q1和Q3采用雙極性調(diào)制，開關(guān)器件Q2與開關(guān)器件Q3的導通時刻相同，開關(guān)器件Q4與開關(guān)器件Q1的導通時刻相同，第二開關(guān)器件Q2和第四開關(guān)器件Q4的關(guān)斷信號則是通過檢測串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流的到零信號來實現(xiàn)的。圖8是本發(fā)明第二實施例的串聯(lián)諧振變換器的調(diào)制波形圖。參考圖8所示，第一驅(qū)動信號S1和第三驅(qū)動信號S3構(gòu)成雙極性調(diào)制；第二驅(qū)動信號S2驅(qū)動第二開關(guān)器件Q2的導通時刻與第三驅(qū)動信號S3驅(qū)動第三開關(guān)器件Q3的導通時刻相同，第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的導通時刻與第一驅(qū)動信號S1驅(qū)動第一開關(guān)器件Q1的導通時刻相同。另外，第二驅(qū)動信號S2驅(qū)動第二開關(guān)器件Q2的關(guān)斷時刻和第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定。為了讓關(guān)斷損耗較小，可以選擇在逆變電流較小的時刻關(guān)斷。例如，可以設(shè)定一個門限值，通過檢測諧振腔電流小于此門限值來決定關(guān)斷時刻。為了使關(guān)斷損耗最小，第二驅(qū)動信號S2驅(qū)動第二開關(guān)器件Q2的關(guān)斷時刻較佳為串聯(lián)諧振變換器的電流上升到零的時刻，第四驅(qū)動信號S4驅(qū)動第四開關(guān)器件Q4的關(guān)斷時刻較佳為串聯(lián)諧振變換器的電流下降到零的時刻。

在一個開關(guān)周期的前半周期：開關(guān)器件Q1、Q4同時導通，開關(guān)器件Q2、Q3處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電壓Vin、開關(guān)器件Q1、諧振腔、開關(guān)器件Q4串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為高電平，由逆變電路51輸出的逆變電流或流過諧振腔的電流逐漸增大(諧振腔中的電流方向與預定電流方向相同)；

之后，僅開關(guān)器件Q4導通，開關(guān)器件Q1、Q2、Q3同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔、開關(guān)器件Q4、第二二極管D2串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為零電平，且諧振腔串聯(lián)電感放電，流過諧振腔的電流逐漸減??；

之后，開關(guān)器件Q1、Q2、Q3、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔中僅有電容Cs兩端有電壓，A、B兩點的電壓V_A,B為電容Cs兩端電壓(高電平)，此時未有諧振腔流過電流；

在一個開關(guān)周期的后半周期：開關(guān)器件Q2、Q3同時導通，開關(guān)器件Q1、Q4處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電壓Vin、開關(guān)器件Q3、諧振腔、開關(guān)器件Q2串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為低電平，由逆變器輸出的逆變電流或流過諧振腔的電流逐漸增大(諧振腔中的電流方向與預定電流方向相反)；

之后，僅開關(guān)器件Q2導通，開關(guān)器件Q1、Q3、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)器件Q2、諧振腔、第四二極管D4串聯(lián)組成回路，A、B兩點的電壓V_A,B為零電平，且諧振腔串聯(lián)電感放電，流過諧振腔的電流逐漸減?。?/p>

之后，開關(guān)器件Q1、Q2、Q3、Q4同時處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔中僅有電容Cs兩端有電壓，A、B兩點的電壓V_A,B為電容Cs兩端電壓(低電平)，此時未有電流流過諧振腔。

驅(qū)動電路54可通過將鋸齒波信號V_tri和門限值V_mod比較，來產(chǎn)生構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號S1和S3為此，驅(qū)動電路54可包括第一比較器，其一個輸入端輸入鋸齒波信號V_tri，另一輸入端輸入門限值V_mod。門限值V_mod的幅度可以是可調(diào)的，這樣可以控制驅(qū)動信號S1和S3的占空比。較佳的構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號S1、S3的占空比均小于50％。

相應(yīng)于最小關(guān)斷損耗，驅(qū)動電路54通過判斷串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流i_{Ls_meas}是否達到接近零的門限值來確定該關(guān)斷時刻。

驅(qū)動電路54還可以判定串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流i_{Ls_meas}達到門限值的時刻后延遲一預定時間作為關(guān)斷時刻。

在本實施例中，諧振腔電流為電流斷續(xù)模式，且當逆變電路存在處于導通狀態(tài)的開關(guān)器件時，諧振腔電流處于非零狀態(tài)；當逆變電路的開關(guān)器件處于關(guān)斷狀態(tài)，諧振腔電流處于零狀態(tài)。

在本實施例中，開關(guān)器件Q1和Q3關(guān)斷時存在關(guān)斷損耗，關(guān)斷損耗在超前滯后兩個橋臂均勻分配，這對于采用半橋模塊作為開關(guān)器件的場合，可以顯著減小開關(guān)器件的溫升。與前一實施例相同的是，本實施例中無零電壓矢量回路，不存在續(xù)流期間串聯(lián)電感與串聯(lián)電容發(fā)生振蕩的問題，電流將始終為零，直到有其他的開關(guān)器件開通，因而也可以保證開關(guān)器件的零電流開通。因此，本實施例既具有雙極性調(diào)制無零電壓矢量而不存在續(xù)流回路的優(yōu)點，關(guān)斷損耗又和移相調(diào)制一樣，只有雙極性調(diào)制的一半；此外，超前橋臂和滯后橋臂都有較大的死區(qū)時間，降低了橋臂直通的可能性，提高了逆變電路的可靠性；另一方面，通過檢測過零點來產(chǎn)生關(guān)斷信號，可以使逆變電路始終工作在電流斷續(xù)模式，減小開通損耗，并保持對高壓變壓器寄生電感L_lk和寄生電容C_w波動的適應(yīng)能力。

從另一角度看，本發(fā)明提出一種串聯(lián)諧振變換器的控制方法，所述串聯(lián)諧振變換器包括逆變電路，所述逆變電路包括超前橋臂和滯后橋臂，所述超前橋臂包括第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，所述滯后橋臂包括第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件，所述方法包括：提供第一驅(qū)動信號給所述第一開關(guān)器件，提供第二驅(qū)動信號給所述第二開關(guān)器件，提供第三驅(qū)動信號給所述第三開關(guān)器件，提供第四驅(qū)動信號給所述第四開關(guān)器件；其中所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號構(gòu)成雙極性調(diào)制，所述第三驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的導通時刻分別與所述第二驅(qū)動信號和所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件和第一開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第三驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定；或者所述第一驅(qū)動信號和所述第三驅(qū)動信號構(gòu)成雙極性調(diào)制，所述第二驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的導通時刻分別與所述第三驅(qū)動信號和所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件和第一開關(guān)器件的導通時刻相同，所述第二驅(qū)動信號和所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件和第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻是根據(jù)所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流確定。

在本發(fā)明的一實施例中，所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動所述第三開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為該串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻；或者所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動所述第二開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流上升到零的時刻，所述第四驅(qū)動信號驅(qū)動所述第四開關(guān)器件的關(guān)斷時刻為所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流下降到零的時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，上述方法還包括將鋸齒波和幅度可調(diào)的門限值比較，來產(chǎn)生構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號。

在本發(fā)明的一實施例中，通過判斷所述串聯(lián)諧振變換器的諧振腔電流是否達到接近零的門限值來確定該關(guān)斷時刻。

在本發(fā)明的一實施例中，構(gòu)成雙極性調(diào)制的一對驅(qū)動信號的占空比均小于50％。

雖然本發(fā)明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。