具箝位模式切换的电源转换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具箝位模式切换的电源转换系统，包括箝位转换电路、切换电路模块、脉波宽度调变控制模块及回授控制模块。当回授控制模块回传电压给切换电路模块与脉波宽度调变控制模块时，脉波宽度调变控制模块维持回授电压稳定，以及切换电路模块根据回授电压切换箝位转换电路工作于主动箝位模式或非主动箝位模式。

Power Conversion System with Clamping Mode Switching

The invention relates to a power conversion system with clamp mode switching, which comprises a clamp conversion circuit, a switching circuit module, a pulse width modulation control module and a feedback control module. When the feedback voltage of the feedback control module is returned to the switching circuit module and the pulse width modulation control module, the pulse width modulation control module maintains the stability of the feedback voltage, and the switching circuit module operates in the active clamp mode or the inactive clamp mode according to the feedback voltage switching clamp conversion circuit.

【技术实现步骤摘要】
具箝位模式切换的电源转换系统
本专利技术涉及一种具箝位模式切换的电源转换系统，特别涉及一种可操作在主动箝位模式与非主动箝位模式之间切换的电源转换系统。
技术介绍
随着电力电子领域的发展越来越快速，使得应用转换器转换电源的系统应用越来越广泛，特别是目前的电子产品越来越要求具有高功率密度、高可靠性、体积小、高效率的特性。一般在电源转换系统的应用中，又以应用反激式转换器(flybackconverter)最为常见，其具有电路隔离、结构简单、成本低廉等优点。目前反激式的电源转换系统主要有主动箝位反激式的电源转换系统与被动箝位反激式的电源转换系统(或称非主动箝位反激式的电源转换系统)。其中，主动箝位反激式的电源转换系统是利用两个切换单元(一者具有箝位控制的辅助功率开关，另一者则具有电源转换控制的主功率开关)的切换，将输入电源透过电磁耦合的效应转换为输出电源。而被动箝位反激式的电源转换系统与主动箝位反激式的电源转换系统的差异在于，前者不具有箝位控制的辅助功率开关，而仅使用被动式的二极管提供箝位操作，且通过单一切换单元的主功率开关的切换来达成将输入电源转换为输出电源。具体而言，在重载的时候，因为主动箝位反激式的电源转换系统具有零电压切换(zerovoltageswitching,ZVS)的优点，所以其重载效率比被动箝位反激式的电源转换系统高，但是在轻载的时候，其轻载效率会比被动箝位反激式的电源转换系统差。主要原因是主动箝位反激式的电源转换系统为了满足零电压切换，所以即使在轻载下仍需保持较大的谐振电流，反而造成更多的铜损与铁损产生，导致轻载时的效率比被动箝位反激式的电源转换系统差。因此，如何设计出一种可操作在主动箝位模式与非主动箝位模式之间切换的电源转换系统，以提高电源转换系统的整体效率，且当电源转换系统在主动箝位模式与非主动箝位模式转换时的瞬时下，抑制突波电压的产生，乃为本案专利技术人所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术系提供一种具箝位模式切换的电源转换系统，以克服现有技术的问题。因此，本专利技术电源转换系统包括：箝位转换电路，操作在主动箝位模式或非主动箝位模式。切换电路模块，耦接箝位转换电路。脉波宽度调变控制模块，耦接切换电路模块与箝位转换电路。及回授控制模块，耦接切换电路模块、脉波宽度调变控制模块及箝位转换电路。其中，当回授控制模块回传回授电压给切换电路模块与脉波宽度调变控制模块时，脉波宽度调变控制模块维持回授电压稳定，以及切换电路模块根据回授电压切换箝位转换电路工作于主动箝位模式或非主动箝位模式。于一实施例中，其中该切换电路模块包括切换单元，该切换单元耦接该箝位转换电路；当该回授电压为轻载时，该切换电路模块禁能该切换单元，使该箝位转换电路工作于该非主动箝位模式。于一实施例中，其中该电源转换系统还包括：波峰侦测模块，耦接该切换电路模块；其中，当该回授电压为轻载且该波峰侦测模块侦测到波峰上缘值时，该切换电路模块使能该切换单元，使该箝位转换电路由该非主动箝位模式转换为该主动箝位模式。于一实施例中，其中该电源转换系统还包括：波峰上限侦测模块，耦接该波峰侦测模块；其中，该波峰上限侦测模块根据该箝位转换电路的开关电流回传该波峰上缘值给该波峰侦测模块。于一实施例中，其中该波峰侦测模块包括：电压控制模块，耦接该箝位转换电路；电压判断模块，耦接该电压控制模块与该切换电路模块；其中，该电压控制模块侦测该波峰上缘值，并传送电压信号至该电压判断模块，且该切换电路模块根据该电压判断模块的判断结果控制使能或禁能该切换单元。于一实施例中，其中该电压控制模块包括：第一电压控制单元，耦接该箝位转换电路与该切换电路模块；及第二电压控制单元，耦接该箝位转换电路与该切换电路模块；其中，当该电压控制模块侦测到该波峰上缘值时，该第一电压控制单元与该第二电压控制单元皆不导通。于一实施例中，其中该电压判断模块包括：第一比较单元，耦接该电压控制模块与该切换电路模块；第二比较单元，耦接该电压控制模块；及延迟模块，耦接该第二比较单元与该切换电路模块；其中，当该电压控制模块侦测到该波峰上缘值时，该第一比较单元根据该电压信号输出第一使能信号，且该第二比较单元通过该延迟模块输出第二使能信号；该切换电路模块根据该第一使能信号与该第二使能信号使能该切换单元。于一实施例中，其中当该电压控制模块侦测到波峰下缘值时，该第一比较单元输出该第一使能信号，且该第二比较单元通过该延迟模块延迟输出延迟使能信号；该切换电路模块根据该第一使能信号与该延迟使能信号禁能该切换单元。于一实施例中，其中该第一比较单元包括第一参考电压，该第二比较单元包括第二参考电压，该第一参考电压大于该第二参考电压。于一实施例中，其中当该电压控制模块侦测到该波峰上缘值时，该电压控制模块控制该电压信号介于该第一参考电压与该第二参考电压之间。综上所述，本专利技术具有以下优点：1、由于本专利技术的电源转换系统可操作在主动箝位模式或非主动箝位模式，透过负载在轻载时操作在非主动箝位模式，以及在轻载以上时操作在主动箝位模式，因此可提高电源转换系统运作时的整体效率；2、由于本专利技术的电源转换系统包括有波峰侦测模块，因此可在主动箝位模式与非主动箝位模式转换时的瞬时下，控制第二切换单元的使能导通时机，故可达成避免电源转换系统在主动箝位模式与非主动箝位模式转换时的瞬时转换过程产生电压突波，而致使第一切换单元损坏的情况发生；3、由于本专利技术的波峰侦测模块仅利用简单的比较器及二极管构成，就可侦测出波峰上缘值及波峰下缘值，因此可节省电路成本且易于操作；及4、由于本专利技术的模式控制单元在第一切换单元漏极至源极两端建立漏-源极电压至第二切换单元在波峰上缘值导通之间具有延迟时间，因此可避免在第一切换单元漏极至源极两端刚建立漏-源极电压时，因第二切换单元的瞬间导通而造成箝位转换电路的一次侧短路。附图说明图1A为本专利技术电源转换系统第一实施例的电路方块示意图；图1B为本专利技术电源转换系统第一实施例的详细电路方块示意图；图2A为本专利技术电源转换系统第二实施例的电路方块示意图；图2B为本专利技术电源转换系统第二实施例的详细电路方块示意图；图3为本专利技术波峰侦测模块的详细电路方块示意图；图4为本专利技术电源转换系统第二实施例的第一切换单元波形示意图。符号说明：100、100’：电源转换系统；10：箝位转换电路；12：第一切换单元；14：变压单元；16：整流滤波单元；20：切换电路模块；22：模式控制单元；24：第二切换单元；30：脉波宽度调变控制模块；40：回授控制模块；50：波峰侦测模块；52：电压控制模块；522：第一电压控制单元；524：第二电压控制单元；54：电压判断模块；542：第一比较单元；544：第二比较单元；546：延迟模块；60：波峰上限侦测模块；Coss：抗电磁干扰电容；Vin：输入电源；Vout：输出电源；Vs：回授电压；Vref1：第一参考电压；Vref2：第二参考电压；Is：开关电流；Sc1：第一控制信号；Sc2：第二控制信号；Sc3：第三控制信号；Spwm：脉宽调变信号；Sp：脉波信号；Sv：电压信号；Rd：延迟电阻；Cd：延迟电容；Vcc：电源电压；Vds：漏-源极电压；t1～t2：时间。具体实施方式为让本专利技术的上述特征和效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，包括：箝位转换电路，操作在一主动箝位模式或一非主动箝位模式；切换电路模块，耦接该箝位转换电路；脉波宽度调变控制模块，耦接该切换电路模块与该箝位转换电路；及回授控制模块，耦接该切换电路模块、该脉波宽度调变控制模块及该箝位转换电路；其中，当回授控制模块回传回授电压给该切换电路模块与该脉波宽度调变控制模块时，该脉波宽度调变控制模块维持该回授电压稳定，以及该切换电路模块根据该回授电压切换该箝位转换电路工作于该主动箝位模式或该非主动箝位模式。

【技术特征摘要】
2017.07.27 US 62/537,5881.一种具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，包括：箝位转换电路，操作在一主动箝位模式或一非主动箝位模式；切换电路模块，耦接该箝位转换电路；脉波宽度调变控制模块，耦接该切换电路模块与该箝位转换电路；及回授控制模块，耦接该切换电路模块、该脉波宽度调变控制模块及该箝位转换电路；其中，当回授控制模块回传回授电压给该切换电路模块与该脉波宽度调变控制模块时，该脉波宽度调变控制模块维持该回授电压稳定，以及该切换电路模块根据该回授电压切换该箝位转换电路工作于该主动箝位模式或该非主动箝位模式。2.如权利要求1所述的具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，该切换电路模块包括切换单元，该切换单元耦接该箝位转换电路；当该回授电压为轻载时，该切换电路模块禁能该切换单元，使该箝位转换电路工作于该非主动箝位模式。3.如权利要求2所述的具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，该电源转换系统还包括：波峰侦测模块，耦接该切换电路模块；其中，当该回授电压为轻载且该波峰侦测模块侦测到波峰上缘值时，该切换电路模块使能该切换单元，使该箝位转换电路由该非主动箝位模式转换为该主动箝位模式。4.如权利要求3所述的具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，该电源转换系统还包括：波峰上限侦测模块，耦接该波峰侦测模块；其中，该波峰上限侦测模块根据该箝位转换电路的开关电流回传该波峰上缘值给该波峰侦测模块。5.如权利要求3所述的具箝位模式切换的电源转换系统，其特征在于，该波峰侦测模块包括：电压控制模块，耦接该箝位转换电路；电压判断模块，耦接该电压控制模块与该切换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭左任，陈炳胜，
申请(专利权)人：群光电能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71