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CN116388526A - 开关管导通补偿方法及装置 - Google Patents

开关管导通补偿方法及装置 Download PDF

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CN116388526A
CN116388526A CN202310527500.XA CN202310527500A CN116388526A CN 116388526 A CN116388526 A CN 116388526A CN 202310527500 A CN202310527500 A CN 202310527500A CN 116388526 A CN116388526 A CN 116388526A
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CN
China
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switch
tube
turned
switch tube
freewheeling
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Application number
CN202310527500.XA
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肖祖勋
罗松
刘鹏飞
吴壬华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Shinry Technologies Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Shinry Technologies Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本申请实施例提供一种开关管导通补偿方法及装置，该开关管导通补偿方法包括：在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测电感的电流值；其中，在交流电源的第一端的电压为正时，第一开关管为续流开关管，第二开关管为主开关管；在交流电源的第一端的电压为负时，第一开关管为主开关管，第二开关管为续流开关管；在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。本申请实施例可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险。

Description

开关管导通补偿方法及装置
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种开关管导通补偿方法及装置。
背景技术
功率控制电路按电感电流控制方式可以分为连续电流模式、临界电流模式、断续电流模式三种控制方式。其中，临界电流模式可以实现开关管的零电压开通(zero voltageswitch，ZVS)，具有效率优势，开关损耗更低，因此功率控制电路通常选择工作在临界电流模式。
然而，面对实际复杂的控制工况，在控制过程中可能出现功率控制电路的开关管ZVS失效的情形。而普通硅开关管在一些情形下ZVS失效时会形成桥臂直通短路回路，损坏开关管造成严重后果。
发明内容
本申请实施例提供一种开关管导通补偿方法及装置，可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险。
本申请实施例的第一方面提供了一种开关管导通补偿方法，所述方法应用于功率控制电路，所述功率控制电路包括：交流电源、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电容；所述交流电源的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述电容的第一端，所述交流电源的第二端连接所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第四开关的第二端和所述电容的第二端；所述方法包括：
在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测所述电感的电流值；其中，在所述交流电源的第一端的电压为正时，所述第一开关管为续流开关管，所述第二开关管为主开关管；在所述交流电源的第一端的电压为负时，所述第一开关管为主开关管，所述第二开关管为续流开关管；
在检测到所述电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
可选的，在所述功率控制电路工作在逆变模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/u1-Td；
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
可选的，在所述功率控制电路工作在充电模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/(uout-u1)-Td；
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，uout为所述电容的第一端和所述电容的第二端之间的电压，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
可选的，所述检测所述电感的电流值，包括：
在开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率的情况下，检测所述电感的电流值；所述第一频率是开关管的工作频率范围的上限值。
可选的，所述控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭，包括：
发出同步信号，所述续流开关管的脉冲宽度调制PWM控制器收到所述同步信号后，将所述PWM控制器的计数值清零；
在所述PWM控制器的计数值清零后，检测所述续流开关管的持续导通时长是否等于所述第一补偿时长；
在所述续流开关管的持续导通时长等于所述第一补偿时长的情况下，控制所述续流开关管关闭。
可选的，所述方法还包括：
在检测到所述电感的电流值小于或等于反向电流阈值时，关闭所述续流开关管。
可选的，所述控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭之后，所述方法还包括：
判断所述续流开关管的关闭时长是否大于第一设定时长；
在所述续流开关管的关闭时长大于所述第一设定时长的情况下，开通所述主开关管。
可选的，所述方法还包括：
在所述续流开关管关闭，所述主开关管导通的情况下，判断所述主开关管的持续导通时长是否大于第一计算时长；
在所述主开关管的持续导通时长大于或等于所述第一计算时长时，关闭所述主开关管。
可选的，所述关闭所述主开关管之后，所述方法还包括：
判断所述主开关管的关闭时长是否大于第二设定时长；
在所述主开关管的关闭时长大于所述第二设定时长的情况下，开通所述续流开关管。
本申请实施例的第二方面提供了一种开关管导通补偿装置，所述装置应用于功率控制电路，所述功率控制电路包括：交流电源、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电容；所述交流电源的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述电容的第一端，所述交流电源的第二端连接所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第四开关的第二端和所述电容的第二端；所述装置包括：
电流传感器，用于在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测所述电感的电流值；其中，在所述交流电源的第一端的电压为正时，所述第一开关管为续流开关管，所述第二开关管为主开关管；在所述交流电源的第一端的电压为负时，所述第一开关管为主开关管，所述第二开关管为续流开关管；
芯片，用于在检测到所述电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
本申请实施例中，在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测所述电感的电流值；在检测到所述电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。本申请实施例的开关管导通补偿方法，在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭，可以让续流管补偿开通时长，从而避免主开关管开通时出现ZVS失效，从而可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种功率控制电路的意图；
图2是本申请实施例提供的一种开关管导通补偿方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种主开关管硬开通的示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种开关管导通补偿方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种续流开关管硬开通的示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种开关管导通补偿方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种功率控制电路的结构示意图。如图1所示，所述功率控制电路100包括：交流电源AC、电感L、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4和电容C；所述交流电源AC的第一端连接所述电感L的第一端，所述电感L的第二端连接所述第一开关管S1的第二端和所述第二开关管S2的第一端，所述第一开关管S1的第一端连接所述第三开关管S3的第一端和所述电容C的第一端，所述交流电源AC的第二端连接所述第三开关管S3的第二端和所述第四开关管S4的第一端，所述第二开关管S2的第二端连接所述第四开关S4的第二端和所述电容C的第二端。
图1中，电容C的第一端和电容C的第二端之间可以连接负载R。负载R可以是电阻。
图1的第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4可以是功率电子开关、继电器、场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)中的任一种。场效应晶体管可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)，MOSFET可以简称为MOS管。图1的开关管以NMOS管为例进行说明，则开关管可以在高电平下导通，在低电平下关断。图1中与NMOS管并联的二极管是体二极管。例如，图1的开关管为硅MOS管。
该功率控制电路可以工作在充电模式或逆变模式。工作在充电模式时，交流电源AC通过电感L、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向电容C充电。当工作在逆变模式时，电容C两端的直流电通过电感L、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，转换为交流电。
该功率控制电路可以是功率因数校正电路(power factor correction，PFC)。具体的，该功率控制电路可以是PFC单相拓扑。
PFC拓扑按电感电流控制方式可以分为连续电流模式(continuous currentmode，CCM)、临界电流模式(critical conduction mode，CRM)、断续电流模式(discontinuous current mode，DCM)三种控制方式，其中CRM模式可以实现PFC开关管零电压开通(zero voltage switch，ZVS)，具有效率优势，开关损耗更低，因此可以选择更廉价的普通硅MOS管作为开关管，因此CRM控制也具有成本优势。
但是因为实际复杂的控制工况，控制过程中可能出现开关管ZVS失效的情形，而开关管(比如，普通硅MOS管)在一些情形下ZVS失效时会形成桥臂直通短路回路，损坏开关管造成严重后果，即时未损坏，ZVS失效也导致效率变差，温升变高，有开关管热炸的风险。
基于图1所示的功率控制电路，提供一种开关管导通补偿方法，可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种开关管导通补偿方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括如下步骤。
201，在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，芯片检测电感的电流值。
其中，在所述交流电源的第一端的电压为正时，所述第一开关管为续流开关管，所述第二开关管为主开关管；在所述交流电源的第一端的电压为负时，所述第一开关管为主开关管，所述第二开关管为续流开关管。
在交流电源的第一端的电压为正时，交流电源AC处于正半周；在交流电源的第一端的电压为负时，交流电源AC处于负半周。在交流电源AC处于正半周时，所述第一开关管S1为续流开关管，所述第二开关管S2为主开关管。在交流电源AC处于负半周时，所述第一开关管S1为主开关管，所述第二开关管S2为续流开关管。
第一开关管和第二开关管为高频开关管，第一开关管和第二开关管组成高频桥臂。例如，第一开关管和第二开关管开关频率可以为100kHz。第三开关管和第四开关管为工频开关管，第三开关管和第四开关管组成工频桥臂。例如，第三开关管和第四开关管开关频率可以为工频(例如，50Hz)。
本申请实施例中，芯片可以是数字信号处理芯片，可以向功率控制电路发出控制信号，以控制电路中开关管的导通或关闭，芯片可以通过电流传感器获得功率控制电路的电感的电流。
202，在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，芯片控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
其中，过零检测阈值，是设置用于判断电感的电流值是否到0A的阈值。过零检测阈值可以设置为大于0A的值。设置过零检测阈值大于0，是为了兼容多种控制方式(比如可以兼容CRM模式和DCM模式，在DCM模式下，一个开关周期只需要开主开关管，续流开关管管和工频开关管都可以不开通)。
其中，检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，指的是续流开关管导通后，检测到电感的电流值从大于过零检测阈值到等于过零检测阈值的时间点。
本申请实施例的开关管导通补偿方法，在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭，可以让续流管补偿开通时长，从而避免主开关管开通时出现ZVS失效，从而可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险。
下面结合图3，详细阐述主开关管开通时出现ZVS失效的原因。请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种主开关管硬开通的示意图。首先结合图3阐述功率控制电路的工作原理。如图3所示，在交流电源AC处于正半周时，所述第一开关管S1为续流开关管(图3中简称为：续流管)，所述第二开关管S2为主开关管(图3中简称为：主管)。在t1时段内，主管S2开启(即，开启S2的驱动)，续流管S1关闭(即，关闭S1的驱动)，此时交流电源AC的电压通过S2和S4给电感L充电，电感L的电流值iL持续上升，电容C对负载R放电。在t2时段内，主管S2关闭(即，关闭S2的驱动)，续流管S1开启(即，开启S1的驱动)，此时交流电源AC的电压和电感L通过S1和S4对电容C充电，电感L的电流值iL持续下降。在t3时段内，功率控制电路的工作原理与t1时段内类似，在t4时段内，功率控制电路的工作原理与t2时段内类似，此处不再赘述。
开关管硬开通，指的是开关管开通的过程中，电感的电流值没有等于0，即出现ZVS失效。开关管软开通，指的是开关管开通的过程中，电感的电流值等于0，即可以实现ZVS。
图3中，在t2时段内，当检测到功率控制电路的电感L的电流值iL下降到过零检测阈值时，由于电感的电流检测具有滞后的特点(比如，检测电感电流的电流传感器的滤波电路导致的检测延时)，在电感L的电流值iL下降到过零检测阈值的一段时长(该一段时长，可以参见后续的电流检测延时时长Td)后，才会检测到电感的电流下降到过零检测阈值，此时才会真正的关闭续流管S1的驱动，打开主管S2的驱动。但是由于过零检测阈值大于0，同时交流电源AC的电压是交流态，交流电源AC的电压呈现正弦变化，电感的电流下降斜率是变化的，有可能出现续流管S1关断太早，主管S2开通太早，导致主管S2失去ZVS开通的条件(即，ZVS失效)，主管S2硬开通情形如图3的虚线框1所示。
图3中，当主管S2失去ZVS开通的条件时，S1和S2会形成桥臂直通短路回路，损坏开关管造成严重后果，即使未损坏，ZVS失效也导致效率变差，温升变高，有开关管热炸的风险。
在图3的t2时段，S1开通，S2关闭时，图1的S1的电流正常是朝上走的。由于S2有体二极管，把S1关断时，电流会走S2的体二极管。虽然S1的体二极管和S2的体二极管的朝向是朝上的，但是在体二极管关掉的一瞬间，会有反向恢复电流，从而S1和S2会形成桥臂直通短路回路。
为了避免出现图3的主开关管开通时出现ZVS失效的情况，采用图2所示的方法，在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，芯片控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。具体的，以图3为例，即将图3的t2时段的时长在原有的基础(续流开关管从导通到电感的电流值等于过零检测阈值的时间段)上延长第一补偿时长，使得图3的虚线框1处的电感的电流值iL下降到0以下。也即，让3的虚线框1处谷底穿过坐标横轴。
可选的，在所述功率控制电路工作在逆变模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/u1-Td；(1)
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
I1为所述过零检测阈值，I1大于0。
D1为过零检测偏差。对于检测电感电流的电流传感器，D1为电流传感器导致的检测精度导致的偏差。电流传感器，比如，基于霍尔检测的电流传感器，基于电阻采样的电流传感器等。可以统计电流传感器的检测结果会和真实结果之间的偏差，得到D1。D1可以是正值，也可以是负值，也可以等于0。
u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，由于在不同的时间段，交流电源的第一端和交流电源的第二端之间的交流电压的大小不同，可以在开关管的每个开关周期内，统计交流电源的第一端和交流电源的第二端之间的交流电压的平均值，作为该开关周期内的u1。在上述公式(1)中，u1为功率控制电路的正向输入交流电压，可以是在图3的t2时间段内交流电源的第一端和第二端之间的电压。
Td为电流检测延时时长。Td大于0。电流检测延时时长是电流传感器的滤波电路导致的。电流传感器可以包括霍尔检测模块和低通滤波电路，其中低通滤波电路(比如，RC滤波电路)会导致检测延时。图3中，在t2时段内，当电流传感器检测到电感L的电流值iL下降到过零检测阈值时(即为图3的虚线框1的谷底的位置)，实际上距离电感L的电流值iL下降到过零检测阈值已经过去了一段时间，即为电流检测延时时长Td。
需要说明的是，在每次执行步骤202时，交流电源的第一端和交流电源的第二端之间的交流电压的大小可能会发生变化，如果功率控制电路工作在逆变模式，都可以按照上述公式(1)重新计算一次第一补偿时长。使得每次执行步骤202时的第一补偿时长能够更加准确，从而使得每次主开关管开通时，都能满足ZVS开通的条件，从而降低开关管损坏的风险。
可选的，在所述功率控制电路工作在充电模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/(uout-u1)-Td；(2)
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，uout为所述电容的第一端和所述电容的第二端之间的电压，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
在上述公式(2)中，uout为功率控制电路的正向输出电压或逆变输入电压。u1为功率控制电路的逆变输出交流电压。
公式(1)适用于功率控制电路工作在逆变模式的情况，公式(2)适用于功率控制电路工作在充电模式的情况。
公式(2)与上述公式(1)相比，区别在于，功率控制电路的电感两端的电压不同。其中，功率控制电路工作在逆变模式时，电感两端的电压为u1；功率控制电路工作在充电模式时，电感两端的电压为(uout-u1)。
需要说明的是，在每次执行步骤202时，交流电源的第一端和交流电源的第二端之间的交流电压的大小可能会发生变化，如果功率控制电路工作在充电模式，都可以按照上述公式(2)重新计算一次第一补偿时长。使得每次执行步骤202时的第一补偿时长能够更加准确，从而使得每次主开关管S2开通时，都能满足ZVS开通的条件，从而降低主开关管S2损坏的风险。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的另一种开关管导通补偿方法的流程示意图。如图4所示，该方法可以包括如下步骤。
401，在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，芯片检测电感的电流值。
402，在检测到电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，芯片控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
其中，步骤401至步骤402的具体实施可以参见上述步骤201至步骤202的相关描述，此处不再赘述。
403，在检测到电感的电流值小于或等于反向电流阈值时，芯片关闭续流开关管。
本申请实施例中，反向电流阈值，为负值。当电感的电流流向为图1所示的iL的电流方向时，电感的电流值为正值。当电感的电流流向为图1所示的iL的电流方向的反方向时，电感的电流值为负值。反向电流阈值，可以预先进行设定。
当功率控制电路的主管开通时间过小，加上功率控制电路的开关频率的限制，导致功率控制电路的续流管开通时间过大，功率控制电路的电感电流降低至0A后，开始反向充电，当反向电流过大，下一次开通功率控制电路的续流管时会出现大电流硬开通损坏的情况，通功率控制电路的续流管硬开通情形如下图5的虚线框所示。
下面结合图5，详细阐述续流开关管开通时出现ZVS失效的原因。请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种续流开关管硬开通的示意图。首先结合图5阐述功率控制电路的工作原理。如图5所示，在交流电源AC处于正半周时，所述第一开关管S1为续流开关管(图5中简称为：续流管)，所述第二开关管S2为主开关管(图5中简称为：主管)。在t1时段内，主管S2开启(即，开启S2的驱动)，续流管S1关闭(即，关闭S1的驱动)，此时交流电源AC的电压通过S2和S4给电感L充电，电感L的电流值iL持续上升，电容C对负载R放电。在t2时段内，主管S2关闭(即，关闭S2的驱动)，续流管S1开启(即，开启S1的驱动)，此时交流电源AC的电压和电感L通过S1和S4对电容C充电，电感L的电流值iL持续下降。在t3时段内，功率控制电路的工作原理与t1时段内类似，在t4时段内，功率控制电路的工作原理与t2时段内类似，此处不再赘述。
开关管硬开通，指的是开关管开通的过程中，电感的电流值没有等于0，即出现ZVS失效。开关管软开通，指的是开关管开通的过程中，电感的电流值等于0，即可以实现ZVS。
图5中，在t1时段内，主管S2开通时间过小(即，t1过小)。由于功率控制电路的开关频率是定值，1/(t1+t2)等于功率控制电路的开关频率，则t2相对较长。在t2时段内，当检测到功率控制电路的电感L的电流值iL下降到过零检测阈值后，由于t2相对较长，电感L的电流值iL不仅会小于0，而且会下降较多。在t3时段内，同样的，由于主管S2开通时间过小(即，t3过小),电感L的电流值iL无法上升到0A以上，导致续流管S1失去ZVS开通的条件(即，ZVS失效)，续流管S1硬开通情形如图5的虚线框2所示。
图5中，当续流管S1失去ZVS开通的条件时，S1和S2会形成桥臂直通短路回路，损坏开关管造成严重后果，即使未损坏，ZVS失效也导致效率变差，温升变高，有开关管热炸的风险。
在图5的t3时段，S2开通，S1关闭时，图1的S2的电流正常是朝下走的。由于S1有体二极管，把S2关断时，电流会走S1的体二极管。虽然S2的体二极管和S2的体二极管的朝向是朝上的，但是在体二极管关掉的一瞬间，会有反向恢复电流，从而S1和S2会形成桥臂直通短路回路。
为了避免出现图5的续流开关管开通时出现ZVS失效的情况，采用图4所示的方法，在检测到电感的电流值小于或等于反向电流阈值时，芯片关闭续流开关管S1。从而在下一个开关周期内，开启主开关管S2后，能够保证功率控制电路的电感L的电流值iL从小于0上升到大于0，在下一个开关周期内让续流管S1开通时满足ZVS。从而使得下一个开关周期内续流管S1开通时，都能满足ZVS开通的条件，从而降低续流管S1损坏的风险。
可选的，步骤401中，芯片检测电感的电流值，具体可以包括如下步骤。
在开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率的情况下，芯片检测所述电感的电流值；所述第一频率是开关管的工作频率范围的上限值。
本申请实施例中，第一频率是开关管的工作频率范围的上限值。例如，开关管的工作频率范围为小于等于200kHz，则开关管的工作频率范围的上限值为200kHz，则第一频率等于200kHz。
开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率，表明该开关管的开关频率在该开关管的工作频率范围之内，该开关管能够正常的驱动。
开关管的驱动信号的开关频率大于第一频率，表明该开关管的开关频率不在该开关管的工作频率范围之内，该开关管存在损坏的风险，不能够正常的驱动。此时，可以继续检测开关管的驱动信号的开关频率是否小于第一频率，直至在开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率的情况下，芯片检测电感的电流值。
在开关管的驱动信号的开关频率大于第一频率，该开关管存在损坏的风险，进而可能导致芯片检测的电感的电流值出现较大偏差。本申请实施例中，在开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率的情况下，芯片检测电感的电流值，可以提高芯片检测的电感的电流值的精度。
可选的，步骤402中，芯片控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭，具体可以包括如下步骤。
(11)芯片发出同步信号，所述续流开关管的脉冲宽度调制PWM控制器收到所述同步信号后，将所述PWM控制器的计数值清零；
(12)在所述PWM控制器的计数值清零后，芯片检测所述续流开关管的持续导通时长是否等于所述第一补偿时长；
(13)在所述续流开关管的持续导通时长等于所述第一补偿时长的情况下，芯片控制所述续流开关管关闭。
本申请实施例中，续流开关管的脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)控制器可以通过PWM控制器的计数值来控制PWM信号的输出，进而控制续流开关管的开启或关闭。具体的，PWM控制器的计数值是从0开始计数到目标计数值，然后自动清零，继续从0开始计数到目标值，依次循环。可以设定PWM的计数值小于设定阈值的时候，该PWM控制器输出PWM信号为脉冲(PWM信号为脉冲时，续流开关管有驱动)；设定PWM的计数值大于设定阈值的时候，该PWM控制器输出PWM信号为死区(PWM信号为死区时，续流开关管没有驱动)。在PWM控制器没有收到同步信号的时候，会按照上述设定阈值来输出PWM信号。在PWM控制器收到同步信号后，PWM控制器的计数值会被动清零，PWM控制器的计数值会自动重新从0开始计数，此时PWM控制器输出PWM信号的脉冲，续流开关管会继续持续导通，此时，可以重新设置新的设定阈值，使得PWM控制器的计数值从0计数到新的设定阈值的时长为第一补偿时长。通过执行上述步骤(11)至步骤(13)，可以准确地控制续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
可选的，在执行步骤402之后，还可以执行如下步骤。
(21)芯片判断所述续流开关管的关闭时长是否大于第一设定时长；
(22)在所述续流开关管的关闭时长大于所述第一设定时长的情况下，开芯片通所述主开关管。
本申请实施例中，可以设置续流开关管的PWM控制器输出的PWM信号的死区时长等于第一设定时长。PWM信号的死区时长内，续流开关管的驱动被关断，续流开关管处于关闭状态。PWM信号的死区时长可以预先进行设定。
可选的，图4所示的方法，还可以执行如下步骤。
(31)在所述续流开关管关闭，所述主开关管导通的情况下，芯片判断所述主开关管的持续导通时长是否大于第一计算时长；
(32)在所述主开关管的持续导通时长大于或等于所述第一计算时长时，芯片关闭所述主开关管。
本申请实施例中，第一计算时长，是计算得到的主开关管导通时长。该第一计算时长是根据功率控制电路的工作模式的需要计算得到的。
可选的，在执行步骤(32)之后，图4还可以执行如下步骤。
(41)芯片判断所述主开关管的关闭时长是否大于第二设定时长；
(42)在所述主开关管的关闭时长大于所述第二设定时长的情况下，芯片开通所述续流开关管。
本申请实施例中，第二设定时长，是设定的主管关闭后，续流管开通之前的时长。该第二设定时长可以是根据功率控制电路的工作模式的需要预先设定的。
请参阅图6，图6是本申请实施例提供的另一种开关管导通补偿方法的流程示意图。如图6所示，该方法可以包括如下步骤。
601，开通PFC主管。
602，PFC主管保持导通时间≥环路计算得到的主管导通时间。若否，继续执行步骤602；若是，执行步骤603。
其中，环路计算得到的主管导通时间，可以是上述步骤(31)中的第一计算时长。PFC主管保持导通时间，可以是上述步骤(31)中的主开关管的持续导通时长。
603，关闭PFC主管。
604，PFC主管关闭时间≥设置的死区时间。若否，继续执行步骤604。若是，执行步骤605。
其中，PFC主管关闭时间，可以是所述步骤(41)中的主开关管的关闭时长。设置的死区时间，可以是所述步骤(41)中的第二设定时长。
605，开通PFC续流管。执行步骤605之后，可以执行步骤606或步骤607。
其中，步骤605，可以对应上述步骤(41)中，芯片开通所述续流开关管。
606，电感电流≤反向电流CBC阈值。若否，则续执行步骤606；若是，则执行步骤611。
其中，步骤606，可以对应上述步骤403。反向电流CBC阈值，可以是步骤403中的反向电流阈值。
607，当前PWM开关频率≤开关管能承受的最大开关频率。若否，则续执行步骤607；若是，则执行步骤608。
其中，当前PWM开关频率，可以是上述开关管的驱动信号的开关频率。开关管能承受的最大开关频率，可以是上述第一频率。
608，PFC电感电流≤过零检测阈值。若否，则续执行步骤608；若是，则执行步骤609。
609，发出同步信号，PFC高频管PWM收到同步信号CTR清零。
其中，PFC高频管可以是图1中的S1和S2。
步骤609，可以对应上述步骤(11)。
610，CTR清零之后PFC续流管开通时间≥算法计算的续流管补偿时间。若否，则续执行步骤610；若是，则执行步骤611。
步骤610，可以对应上述步骤(12)。CTR清零之后PFC续流管开通时间，可以是上述步骤(12)中，在所述PWM控制器的计数值清零后，芯片检测所述续流开关管的持续导通时长。算法计算的续流管补偿时间，可以是上述第一补偿时长。
611，关闭PFC续流管。
612，PFC续流管关闭时间≥设置的死区时间。若否，则续执行步骤612；若是，则执行步骤601。进入下一个循环。
其中，步骤612，可以对应上述步骤(22)。PFC续流管关闭时间，可以是上述步骤(22)中的续流开关管的关闭时长。设置的死区时间可以是上述步骤(22)中的第一设定时长。
图6以功率控制电路为PFC为例，功率控制电路的主开关管，简称为PFC主管，功率控制电路的续流开关管，简称为PFC续流管。
本申请实施例中，利用控制算法和逻辑控制策略，可以避免PFC主管和续流管硬开通的风险，避免PFC主管和续流管通时出现ZVS失效，从而可以降低功率控制电路的开关管损坏的风险，可以提高安全性。本申请实施例所示的方法可以通过软件实现，无需硬件成本，软件实现PFC同步整流，只需利用芯片内部运放模块就实现了整个CRM控制，成本较低。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的开关管导通补偿方法及装置，可通过其它的方式实现。例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

Claims (10)

1.一种开关管导通补偿方法，所述方法应用于功率控制电路，所述功率控制电路包括：交流电源、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电容；所述交流电源的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述电容的第一端，所述交流电源的第二端连接所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第四开关的第二端和所述电容的第二端，其特征在于，所述方法包括：
在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测所述电感的电流值；其中，在所述交流电源的第一端的电压为正时，所述第一开关管为续流开关管，所述第二开关管为主开关管；在所述交流电源的第一端的电压为负时，所述第一开关管为主开关管，所述第二开关管为续流开关管；
在检测到所述电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述功率控制电路工作在逆变模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/u1-Td；
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述功率控制电路工作在充电模式的情况下，所述第一补偿时长按照如下公式确定：
T1＝(I1+D1)*L/(uout-u1)-Td；
其中，T1为第一补偿时长，I1为所述过零检测阈值，D1为过零检测偏差，L为所述电感的电感值，uout为所述电容的第一端和所述电容的第二端之间的电压，u1为所述交流电源的第一端和所述交流电源的第二端之间的交流电压，Td为电流检测延时时长。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述电感的电流值，包括：
在开关管的驱动信号的开关频率小于第一频率的情况下，检测所述电感的电流值；所述第一频率是开关管的工作频率范围的上限值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭，包括：
发出同步信号，所述续流开关管的脉冲宽度调制PWM控制器收到所述同步信号后，将所述PWM控制器的计数值清零；
在所述PWM控制器的计数值清零后，检测所述续流开关管的持续导通时长是否等于所述第一补偿时长；
在所述续流开关管的持续导通时长等于所述第一补偿时长的情况下，控制所述续流开关管关闭。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述电感的电流值小于或等于反向电流阈值时，关闭所述续流开关管。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭之后，所述方法还包括：
判断所述续流开关管的关闭时长是否大于第一设定时长；
在所述续流开关管的关闭时长大于所述第一设定时长的情况下，开通所述主开关管。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述续流开关管关闭，所述主开关管导通的情况下，判断所述主开关管的持续导通时长是否大于第一计算时长；
在所述主开关管的持续导通时长大于或等于所述第一计算时长时，关闭所述主开关管。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述关闭所述主开关管之后，所述方法还包括：
判断所述主开关管的关闭时长是否大于第二设定时长；
在所述主开关管的关闭时长大于所述第二设定时长的情况下，开通所述续流开关管。
10.一种开关管导通补偿装置，所述装置应用于功率控制电路，所述功率控制电路包括：交流电源、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电容；所述交流电源的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述电容的第一端，所述交流电源的第二端连接所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第四开关的第二端和所述电容的第二端，其特征在于，所述装置包括：
电流传感器，用于在续流开关管导通，主开关管关闭的情况下，检测所述电感的电流值；其中，在所述交流电源的第一端的电压为正时，所述第一开关管为续流开关管，所述第二开关管为主开关管；在所述交流电源的第一端的电压为负时，所述第一开关管为主开关管，所述第二开关管为续流开关管；
芯片，用于在检测到所述电感的电流值小于或等于过零检测阈值时，控制所述续流开关管继续开通第一补偿时长后关闭。
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