一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机.pdf

一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，包括依次连接的三相整流电路、输入滤波电路、移相全桥电路及STM32单片机，增设输出电压电流检测电路、死区动态调整电路和四个结构相同的栅驱动推挽放大电路，STM32单片机根据输出电压电流检测电路的采样值，由定时器产生四路PWM驱动信号连接至死区动态调整电路的四个输入端，死区动态调整电路输出四路带有死区时间的PWM信号分别连接至四个栅驱动推挽放大电路的输入端，四个栅驱动推挽放大电路的输出端分别控制移相全桥电路中四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极，实现了移相全桥电路死区时间的动态调节和较大的功率输出，极大的提高了充电机的工作效率。

权利要求书1.  一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，包括依次连接的三相整流电路、输入滤波电路、移相全桥电路及STM32单片机，移相全桥电路包括DC/AC逆变器、高频变压器、输出整流和输出滤波，其中的DC/AC逆变器包括四个开关管Q1、Q2、Q3和Q4，开关管Q1与Q2构成超前桥臂，开关管Q3与Q4构成滞后桥臂；三相交流输入连接三相整流电路的输入端，移相全桥电路中的输出滤波连接电池，其特征在于：增设输出电压检测电路、输出电流检测电路、死区动态调整电路和四个结构相同的栅驱动推挽放大电路，输出电压检测电路和输出电流检测电路连接在移相全桥电路的输出端，将检测到的输出电压和输出电流值输出给STM32单片机，STM32单片机的高级定时器产生四路PWM驱动信号连接至死区动态调整电路的四个输入端，死区动态调整电路输出四路对应的带有死区时间的PWM信号分别连接至四个栅驱动推挽放大电路的输入端，四个栅驱动推挽放大电路的输出端分别连接移相全桥电路中DC/AC逆变器的四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极；其中：输出电压检测电路包括二极管D4、电阻R4、R5、R6，二极管D4的阳极连接移相全桥电路的输出端，二极管D4的阴极依次连接串联的电阻R4、R5、R6，电阻R6的输出端连接至STM32单片机；输出电流检测电路包括电阻R7、R8、R9和电容C5，电阻R7的一端连接移相全桥电路的输出端，电阻R8、R9及电容C5三者并联，并联后的一端连接电阻R7的另一端，并联后另的一端连接至STM32单片机；死区动态调整电路包括三个数字可编程的有限状态机FSM_1、FSM_2、FSM_3，两个计数器CounterA及Counter B，两个或门OR_1及OR_2，四个带有复位和置位功能的SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4，STM32单片机中的高级定时器产生四路PWM驱动信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4，其中PWM1与PWM2为一对，PWM3与PWM4为另一对，两对之间相位差180°；PWM1和PWM2分别连接有限状态机FSM_3的输入端口in_1和in_2，PWM3和PWM4分别连接有限状态机FSM_1的输入端口in_3和in_4，有限状态机FSM_1、FSM_2及FSM_3的时钟端口、计数器CounterA和Counter B的时钟端口、SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4的时钟端口以及或门OR_1的一个输入端及或门OR_2的一个输入端连接在一起与连接时钟信号fclk连接，有限状态机FSM_1的输出端口reset_A分别连接计数器Counter B的输入使能端口en和SR锁存器SR4的输入复位端口R，有限状态机FSM_1的输出端口reset_B分别连接计数器CounterA的输入使能端口en和SR锁存器SR3的输入复位端口R，有限状态机FSM_3的输出端set_C和set_D分别连接SR锁存器SR2和SR1的输入置位端口S，有限状态机FSM_2的输出端reset_C和reset_D分别连接锁存器SR2和SR1的输入复位端口R，计数器CounterA和Counter B 的输出端Cnt分别连接或门OR_1及或门OR_2的另一个输入端，SR锁存器SR1、SR2、SR3及SR4的输出端Q分别输出带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y及4Y；栅驱动推挽放大电路包括NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R3、电解电容C3及隔离变压器TR，三极管Q5的集电极连接电源，三极管Q5的发射极连接三极管Q6的发射极和电阻R3的一端，三极管Q6的集电极接地，三极管Q5的基极与三极管Q6的基极连接在一起作为栅驱动推挽放大电路的输入端连接死区动态调整电路输出的其中一个带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y或4Y，电阻R3的另一端连接电解电容C3的正端，电解电容C3的负端连接隔离变压器TR初级的同名端，变压器TR初级的另一端接地，隔离变压器TR次级的同名端输出与栅驱动推挽放大电路的输入端连接对应，连接DC/AC逆变器其中一个开关管Q1、Q2、Q3或Q4的栅极。2.  根据权利要求1所述的基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，其特征在于：还设有输入继电器和交流故障检测电路，输入继电器连接于三相交流输入与三相整流电路之间，输入继电器的输出经过交流故障检测电路连接至STM32单片机，STM32单片机的控制端口输出的信号经过控制电路至输入继电器；交流故障检测电路包括水泥电阻PH和输入电流采样电路，水泥电阻PH的一端连接三相交流输入，水泥电阻PH的另一端经过输入电流采样电路连接至STM32单片机的ADC采样端口，STM32单片机的GPIO端口输出经过由二极管D5、NPN型三极管TP2及电容C6构成的控制电路控制输入继电器，STM32单片机的GPIO端口输出连接电容C6的一端和NPN型三极管TP2的基极，NPN型三极管TP2的发射极接地，NPN型三极管TP2的集电极连接二极管D5的阳极和水泥电阻PH的一端，二极管D5的阴极连接水泥电阻PH的另一端，二极管D5的两端连接输入继电器的控制端。3.  根据权利要求1或2所述的基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，其特征在于：还设有输出继电器和电池反接检测电路，输出继电器连接于移相全桥电路中的输出滤波与电池之间，电池输入端经过电池反接检测电路连接至STM32单片机，STM32单片机的控制端口输出的信号经过控制电路至输出继电器；电池反接检测电路包括二极管D6、电容C7、稳压二极管D7以及电阻R10和R11，电池的输入端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端与STM32单片机的GPIO端口、电容C7的一端、稳压二极管D7的阴极、以及电阻R11的一端连接在一起，STM32单片机的GPIO端口输出经过由NPN型三极管TP1、电容C4和二极管D3构成的控制电路控制输出继电器，STM32单片机的GPIO端口输出连接电容C4的一端和NPN型三极管TP1的基极，NPN型三极管TP1的发射极接地，NPN型三极管TP1的集电极连接二极管D3的阳极，二极管D3的两端连接输出继电器的控制端。

说明书一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机
技术领域
本发明涉及基于移相全桥结构的车载充电机，尤其涉及一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，由于死区时间可以动态连续调整，能够提高全负载范围内效率。
背景技术
随着传统能源的日益枯竭，新能源特别是电能的应用在汽车领域正在成为主流的发展趋势。然而目前电动汽车的普及还有很多亟待解决的问题，尤其是作为它的充电设备的车载充电机还有许多地方有待优化。对于大功率的充电机现在一般是基于移相全桥结构。通过采用单片机芯片产生四路两两互补的PWM信号驱动全桥电路的栅极。然而传统的基于移相全桥结构的充电机滞后臂在轻载的情况下比较难以实现ZVS(零电压开关)，开关管的发热比较严重难以实现软开关。此外由于滤波电感的存在导致滤波电感上的电流不能突变，在原边电流变相的期间，副边两个二极管处于续流状态，副边变压器电压为零，导致副边的占空比丢失。
而要提高充电机的效率，就必须使两个桥臂的开关管都工作在软开关状态下，即对死区时间的要求很严格，死区时间过大或者过小都不能使开关管工作在ZVS(零电压开关)状态，传统的采用单片机设定PWM驱动信号死区时间的方法，死区时间是固定的即在软件中通过操作单片机定时器的寄存器设定的，对于充电机负载的变化死区时间不能做出快速动态的调整，有使上下桥臂直通的危险。且充电效率比较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于移相全桥电路结构死区时间可调的车载充电机，通过对死区时间的动态调节解决现有的移相全桥电路滞后臂较难实现ZVS(零电压开关)，使滞后臂在轻载时也可以工作在软开关状态，进而使其工作时减小全桥电路MOS管的开关损耗，达到提高充电效率的目的。
为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，包括依次连接的三相整流电路、输入滤波电路、移相全桥电路及STM32单片机，移相全桥电路包括DC/AC逆变器、高频变压器、输出整流和输出滤波，其中的DC/AC逆变器包括四个开关管Q1、Q2、Q3和Q4，开关管Q1与Q2构成超前桥臂，开关管Q3与Q4构成滞后桥臂；三相交流输入连接三相整流电路的输入端，移相全桥电路中的输出滤波连接电池，其特征在于：
增设输出电压检测电路、输出电流检测电路、死区动态调整电路、四个结构相同的栅驱动推挽放大电路，输出电压检测电路和输出电流检测电路连接在移相全桥电路的输出端，将检测到的输出电压和输出电流值输出给STM32单片机，STM32单片机的高级定时 器产生四路PWM驱动信号连接至死区动态调整电路的四个输入端，死区动态调整电路输出四路对应的带有死区时间的PWM信号分别连接至四个栅驱动推挽放大电路的输入端，四个栅驱动推挽放大电路的输出端分别连接移相全桥电路中DC/AC逆变器的四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极；其中：
输出电压检测电路包括二极管D4、电阻R4、R5、R6，二极管D4的阳极连接移相全桥电路的输出端，二极管D4的阴极依次连接串联的电阻R4、R5、R6，电阻R6的输出端连接至STM32单片机；
输出电流检测电路包括电阻R7、R8、R9和电容C5，电阻R7的一端连接移相全桥电路的输出端，电阻R8、R9及电容C5三者并联，并联后的一端连接电阻R7的另一端，并联后另的一端连接至STM32单片机；
死区动态调整电路包括三个数字可编程的有限状态机FSM_1、FSM_2、FSM_3，两个计数器CounterA及Counter B，两个或门OR_1及OR_2，四个带有复位和置位功能的SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4，STM32单片机中的高级定时器产生四路PWM驱动信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4，其中PWM1与PWM2为一对，PWM3与PWM4为另一对，两对之间相位差180°；PWM1和PWM2分别连接有限状态机FSM_3的输入端口in_1和in_2，PWM3和PWM4分别连接有限状态机FSM_1的输入端口in_3和in_4，有限状态机FSM_1、FSM_2及FSM_3的时钟端口、计数器CounterA和Counter B的时钟端口、SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4的时钟端口以及或门OR_1的一个输入端及或门OR_2的一个输入端连接在一起与连接时钟信号fclk连接，有限状态机FSM_1的输出端口reset_A分别连接计数器Counter B的输入使能端口en和SR锁存器SR4的输入复位端口R，有限状态机FSM_1的输出端口reset_B分别连接计数器CounterA的输入使能端口en和SR锁存器SR3的输入复位端口R，有限状态机FSM_3的输出端set_C和set_D分别连接SR锁存器SR2和SR1的输入置位端口S，有限状态机FSM_2的输出端reset_C和reset_D分别连接锁存器SR2和SR1的输入复位端口R，计数器CounterA和Counter B的输出端Cnt分别连接或门OR_1及或门OR_2的另一个输入端，SR锁存器SR1、SR2、SR3及SR4的输出端Q分别输出带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y及4Y；
栅驱动推挽放大电路包括NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R3、电解电容C3及隔离变压器TR，三极管Q5的集电极连接电源，三极管Q5的发射极连接三极管Q6的发射极和电阻R3的一端，三极管Q6的集电极接地，三极管Q5的基极与三极管Q6的基极连接在一起作为栅驱动推挽放大电路的输入端连接死区动态调整电路输出的其中一个带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y或4Y，电阻R3的另一端连接电解电容C3的正端，电解电容C3的负端连接隔离变压器TR初级的同名端，变压器TR初级的另一端 接地，隔离变压器TR次级的同名端输出与栅驱动推挽放大电路的输入端连接对应，连接DC/AC逆变器其中一个开关管Q1、Q2、Q3或Q4的栅极。
在上述电路的基础上，还设有输入继电器和交流故障检测电路，输入继电器连接于三相交流输入与三相整流电路之间，输入继电器的输出经过交流故障检测电路连接至STM32单片机，STM32单片机的控制端口输出的信号经过控制电路至输入继电器；交流故障检测电路包括水泥电阻PH和输入电流采样电路，水泥电阻PH的一端连接三相交流输入，水泥电阻PH的另一端经过输入电流采样电路连接至STM32单片机的ADC采样端口，STM32单片机的GPIO端口输出经过由二极管D5、NPN型三极管TP2及电容C6构成的控制电路控制输入继电器，STM32单片机的GPIO端口输出连接电容C6的一端和NPN型三极管TP2的基极，NPN型三极管TP2的发射极接地，NPN型三极管TP2的集电极连接二极管D5的阳极和水泥电阻PH的一端，二极管D5的阴极连接水泥电阻PH的另一端，二极管D5的两端连接输入继电器的控制端。
在上述电路的基础上，还设有输出继电器和电池反接检测电路，输出继电器连接于移相全桥电路中的输出滤波与电池之间，电池输入端经过电池反接检测电路连接至STM32单片机，STM32单片机的控制端口输出的信号经过控制电路至输出继电器；电池反接检测电路包括二极管D6、电容C7、稳压二极管D7以及电阻R10和R11，电池的输入端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端与STM32单片机的GPIO端口、电容C7的一端、稳压二极管D7的阴极、以及电阻R11的一端连接在一起，STM32单片机的GPIO端口输出经过由NPN型三极管TP1、电容C4和二极管D3构成的控制电路控制输出继电器，STM32单片机的GPIO端口输出连接电容C4的一端和NPN型三极管TP1的基极，NPN型三极管TP1的发射极接地，NPN型三极管TP1的集电极连接二极管D3的阳极，二极管D3的两端连接输出继电器的控制端。
本发明具有如下优点及显着效果：
1)本发明可以实现超前臂和滞后臂在全负载范围内的ZVS(零电压开关)，实现了四个开关管的软开关功能，降低了开关管的损耗。提高了效率。
2)电路相对简单，无需专用电路的复杂控制，成本低，可靠性好。
3)死区动态调整电路与一般的用模拟积分电路构成死区动态调整电路不同，该发明采用了数字可编程的有限状态机和SR锁存器构成动态死区调整电路。使死区时间的调整更为精确。
4)该死区动态调整电路可以根据单片机采集到的输出电压和电流的值进行快速的死区时间调整比模拟积分电路构成的死区动态调整电路调整速度更快。
附图说明
图1是本发明带有死区动态调整电路结构的充电机方框图；
图2是传统的死区时间调整电路原理图；
图3是栅驱动推挽放大电路与全桥电路的连接图；
图4是通过死区动态调整电路实现的带有动态死区时间的PWM驱动信号；
图5是数字可编程的死区动态调整电路原理图；
图6是输出电压电流检测电路；
图7是交流故障检测电路；
图8是电池反接检测电路。
具体实施方式
如图1，三相交流输入依次连接输入继电器1、三相整流电路2、输入滤波电路3、移相全桥电路4(其中包括DC/AC逆变器、高频变压器、输出整流和输出滤波)、输出继电器5、电池6，输出电压电流检测电路10连接在输出继电器5的输出端和STM32单片机12之间(如果不设置输出继电器则连接在移相全桥电路4与STM32单片机12之间)，STM32单片机12输出四路PWM信号连接至死区动态调整电路8，死区动态调整电路8输出四路四个带有死区时间的PWM信号分别连接至四个结构相同的栅驱动推挽放大电路9的输入端，四个栅驱动推挽放大电路9的输出端分别连接移相全桥电路中DC/AC逆变器的四个开关管的栅极。电池6的输入端还通过电池反接检测电路11连接STM32单片机12，STM32单片机12通过控制电路控制输出继电器5的关断。输入继电器1的输出端还通过交流故障检测电路7连接STM32单片机12，STM32单片机12通过控制电路控制输入继电器1的关断。
如图6，输出电压电流检测电路10包括输出电压检测电路及输出电流检测电路两部分，输出电压检测电路由电阻分压电路组成，肖特基二极管D4的输出和分压电阻R4的输入相连，R4依次与电阻R5、R6串联，电阻R6的输出连接至STM32单片机。输出电流检测电路由一个510K的电阻R7的输出连接至电流采样电阻R8、R9、电容C5的输入端，R8、R9的阻值均为0.01Ω，R8、R9、C5并联，三者的输出连接至STM32单片机。
如图3，移相全桥电路4中的DC/AC逆变器包括四个开关管Q1、Q2、Q3和Q4，开关管Q1与Q2构成超前桥臂，开关管Q3与Q4构成滞后桥臂。三相整流电路2将交流电变为直流电。通过三相整流电路2的电压经过输入滤波电路3进行滤波滤掉高频小信号。输入滤波电路3由一个电阻和两个电解电容与三相整流的输出并联组成，电解电容的耐压值和容值为400V/560uF，经过输入滤波3后的电压提供给移相全桥电路4的两个MOS管Q1、Q4的漏极作为母线电压。Lr为变压器一次侧的谐振电感与高频变压器T1的原边连接。R1、C1串联与D1并联，R2、C2串联与D2并联构成了全波整流电路，对变压 器副边的输出电压进行整流。栅驱动推挽放大电路9由NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6串联构成，两个NPN、PNP三极管的基极作为经过死区动态调整电路输出信号的输入端，在两个管子的发射极输出端串接一个分压电阻R3和一个隔直电容C3，在隔直电容的输出端连接一变压器TR对放大信号进行电气隔离，隔离后的输出控制DC/AC逆变器中的一个开关管的导通和关断。图中只示出了一路栅驱动推挽放大电路，其输入端连接死区动态调整电路输出的2Y信号，隔离后的输出控制DC/AC逆变器中的Q2管，另外三路栅驱动推挽放大电路的输入端分别连接死区动态调整电路输出的1Y、3Y、4Y信号，隔离后的输出则分别控制DC/AC逆变器中的Q1管、Q3管、Q4管。
如图5，STM32单片机可以根据输出电压电流检测电路10采集到的输出电压和电流的值，控制相应的和死区动态调整电路相连接的STM32单片机GPIO口电平的高低，对有限状态机进行编程动态的设置死区时间的宽度，SR锁存器对有限状态机输出的波形进行锁存后输出到推挽放大电路的输入端。STM32单片机的高级定时器产生四路互补的PWM驱动信号，频率为45KHz。PWM1与PWM2一对、PWM3与PWM4一对，每对信号波形的相位差为180°，该信号经过推挽放大电路放大和变压器隔离作为移相全桥电路超前臂和滞后臂MOS管栅极的驱动电压，控制四个开关管的导通和关断，通过控制超前臂和滞后臂MOS管栅极驱动信号相移的大小调整输出电压输出电流的大小。当负载变化时，STM32单片机根据采集到的电压电流的大小控制PWM信号相移的大小维持输出电压和电流不变，再经过死区动态调整电路8调整死区时间的大小防止移相全桥电路两个桥臂的上下管直通同时确保移相全桥电路的死区时间满足四个开关管工作在ZVS(零电压开关)状态。死区动态调整电路8由三个数字可编程的有限状态机FSM_1、FSM_2、FSM_3(FSM_3为置位有限状态机，其余为复位有限状态机)、两个计数器CounterA、Counter B，两个或门OR_1、OR_2和四个带有复位和置位功能的SR1、SR2、SR3、SR4四个SR锁存器构成。通过STM32单片机高级定时器产生的四路PWM信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，输入至有限状态机FSM_3、FSM_1的输入端口in_1、in_2、in_3、in_4，fclk为死区动态调整电路的时钟信号，该时钟信号分别连接至FSM_1、FSM_2、FSM_3、CounterA、Counter B、SR1、SR2、SR3、SR4的时钟端口以及OR_1、OR_2的其中一个输入端口。FSM_1的输出端口reset_A分别连接至Counter B的输入使能端口en和SR4的输入复位端口R，FSM_1的输出端口reset_B分别连接至CounterA的输入使能端口en和SR3的输入复位端口R。计数器CounterA、Counter B的输出端Cnt分别连接至或门OR_1、OR_2的其中的一个输入端。OR_1、OR_2的输出端分别和SR4、SR3的置位输入端S相连。FSM_2的输出端reset_C、reset_D分别和SR2、SR1的输入复位端口R连接。FSM_3的输出端set_C、set_D分别和SR2、SR1的输入置位端口S连接。STM32 单片机可以根据输出电压电流检测电路采集到的输出电压和电流的值，控制相应的STM32单片机GPIO口电平的高低，该GPIO口与死区动态调整电路相连接，对有限状态机进行编程动态的设置PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、四路驱动信号的死区时间宽度。SR锁存器对有限状态机输出的波形进行锁存后将带有相移的PWM信号1Y、2Y、3Y、4Y输出到四个推挽放大电路的输入端。该四路驱动信号根据不同的负载产生了四种不同的死区时间(如图4)分别为T0、T1、T2、T3死区时间依次减小。死区时间分别有一个上限和下限，在任何情况下都不能超过上限和下限否则原边谐振电感和输出滤波电路中电感的能量达不到完全对MOS管寄生电容完全充放电的效果，开关管难以实现ZVS(零电压开关)，开关管将工作在硬开关状态开关损耗增大。1Y、2Y为超前臂的驱动信号波形，3Y、4Y为滞后臂的驱动信号波形。1Y、3Y与2Y、4Y的相移均为Tphase。STM32单片机通过调节两个斜对管Tphase的大小调节输出电压电流。即增大Tphase可以使输出电压电流增大，减小Tphase可以使输出电压电流减小。如图3所示，其中2Y经过栅驱动推挽放大电路9进行功率放大，再经过变压器TR隔离驱动超前桥臂Q2的栅极G2。1Y、3Y、4Y经过相同的推挽放大电路放大和隔离驱动Q1、Q3、Q4的栅极G1、G3、G4。
如图7，交流故障检测电路7用来检测交流输入瞬间的浪涌电流是否过大。该交流故障检测电路由一个抑制浪涌电流的390Ω的水泥电阻PH及输入电流采样电路构成。PH的输出与输入采样电路的输入连接，输入采样电路的输出连接至STM32单片机的ADC采样端口。控制输入继电器开关的电路二极管D5的阳极和达林顿三极管TP2的集电极连接，TP2的集电极与二极管D5的阴极均连接至输入继电器的控制端，三极管TP2的基极连接至STM32单片机的GPIO口，同时TP2的基极与发射极之间还连接一0.1uF的电容C6。充电机上电开始工作的瞬间STM32单片机通过交流故障检测电路检测电流是否超过阈值电流，当开机浪涌电流超过阈值电流则STM32单片转入保护程序，与输入继电器控制端相连接的达林顿三极管TP2的基极被STM32单片机的GPIO口置为低电平，关断三极管TP2进而关断输入继电器1。
如图8，电池反接检测电路11由肖特基二极管D6的输入端和电池的输入端相连，D6的输出和一个2.2K的电阻R10的输入相连，电阻R10的输出分别连接至STM32单片机的GPIO口和由电容C7、18V稳压二极管D7、电阻R11并联网络的输入端，STM32单片机的控制端口通过控制输出继电器开关的电路(TP1、D3、C4)连接至输出继电器。充电机上电开始工作的瞬间STM32单片机通过电池反接检测电路检测电池的极性如果检测到电池反接，控制相应的GPIO口为低电平关断输出继电器(图6)。当STM32单片机通过输出电压电流检测电路检测到输出过压或者过流，控制相应的GPIO口为低电平关断达林顿三极管TP1，TP1的集电极与二极管D3的阳极以及输出继电器的控制端相连， 二极管D3的阴极也连接到输出继电器的控制端，同时TP1的基极与发射极之间还连接一电容C4。当TP1关断，继电器的控制端也相应控制继电器关断。
结合图3说明本发明的工作原理及过程：经过死区调整电路输出的四路互补的PWM驱动信号经过推挽放大电路9的放大与隔离，作为MOS管的栅极驱动信号来实现MOS管的导通与关断。其中Uin为经过三相整流滤波后的母线电压，Uo为输出直流电压。Vlr为谐振电感Lr两端的电压。当G1、G3为高电平时，G2、G4为低电平。Q1、Q3导通，Q2、Q4关闭。当G2、G4为高电平，G1、G3为低电平。Q2、Q4导通，Q1、Q3关闭。当Q1、Q3导通时Q1、Q3两管的Vds为零实现零电压导通，当Q1、Q3关断时由于谐振电感的存在与MOS管内部的并联寄生电容发生谐振对电容充放电使MOS管两端的电压降为零实现零电压关断。Q2、Q4的工作过程和Q1、Q3相同。通过STM32单片机12的高级定时器产生带有相移的PWM信号，使得Q1、Q2管提前Q3、Q4导通，通过控制相移的大小调节输出电压Uo的大小。
本发明可以实现超前臂和滞后臂在全负载范围内的ZVS(零电压开关)，提高了效率。实现了四个开关管的软开关功能降低了开关管的损耗，同时提出了一种可以根据输出电压电流的变化通过死区动态调整电路调整PWM驱动信号的死区时间的方法。本发明的死区动态调整电路与用模拟积分电路构成死区动态调整电路不同，采用了数字可编程的有限状态机和SR锁存器构成动态死区调整电路，可使死区时间的调整更为精确快速。