隔离式开关电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种隔离式开关电路，本实用新型专利技术以第一时间信息作为特征进行原副边的控制和调节，无需光耦传输原副边的信息，原边通过检测主功率开关管两端的电压来识别所述第一时间信息，副边则通过采样输出电压或/和输出电流，与相应的参考信号进行比较，得到表征第一时间信息的第一控制信号。原边可根据所述第一时间信息来调节所述第二时间和峰值电流。本发明专利技术无需采用光耦进行原副边信号的隔离传输，降低了电路的成本，同时将同步整流管的寄生二极管续流时间作为特征进行识别和控制，功耗低，且控制和调节更为精确。

【技术实现步骤摘要】
隔离式开关电路
本专利技术涉及一种电力电子
，特别涉及一种隔离式开关电路。
技术介绍
同步整流是采用通态电阻较低的功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一种方法，被用于隔离式开关电路中。现有技术的隔离式开关电路，一般包括主功率开关管、变压器和同步整流管，由控制电路控制主功率开关管的导通状态，由同步整流控制电路控制同步整流管实现同步整流。在隔离式开关电路中，往往采用光耦来实现原副边反馈信号的传输。如图1所示，示意了现有技术基于同步整流的反激式开关电路，通过采样副边的输出电压，经光耦将副边信号传输给原边，并由控制电路所接收，所述控制电路根据由光耦传输的反馈信号，相应地控制主功率开关管的动作。采用光耦实现隔离式开关电路原副边的信号传输，虽然能够解决隔离性的问题，但仍存在着增加成本以及功耗大的技术问题，而现有技术的基于原边控制的隔离式开关电路则存在精度较低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隔离式开关电路，解决现有技术存在的成本高、功耗大和精度低的技术问题，以降低成本和功耗，提高反馈信号的检测精度，有利于高精度地实现控制。为实现上述目的，本专利技术提供了一种隔离式开关电路，包括主功率开关管、变压器和同步整流管，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述的主功率开关管与所述原边绕组连接，所述的同步整流管与所述副边绕组连接；副边控制电路接收表征第一时间信息的第一控制信号，所述的副边控制电路与所述同步整流管的控制端连接，所述的第一控制信号用于控制同步整流管的关断；所述的第一时间信息为：一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与同步整流管开通时刻至副边电流降低至零的时间所成的比例，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与表征输出电压的采样电压信号的乘积；从原边检测所述第一时间信息，得到表征所述第一时间信息的检测信号，根据所述表征第一时间信息的检测信号，经原边控制电路对主功率开关管的状态进行调节。可选地，所述的第一控制信号由以下方式得到：采样所述隔离式开关电路的输出电压或/和输出电流，得到相应的采样电压信号，将所述相应的采样电压信号与相应的参考信号进行比较，得到表征第一时间信息的第一控制信号。可选地，根据所述表征第一时间信息的检测信号，调节第二时间或/和原边绕组的峰值电流，所述的第二时间为从当前开关周期结束至下一开关周期主功率开关管导通时刻的时间或两个开关周期开始时刻之间的间隔时间。可选地，所述从原边检测所述第一时间信息是指，通过直接检测或通过辅助绕组检测主功率开关管两端的电压，根据主功率开关管两端电压的变化特性，得到表征所述第一时间信息的检测信号。可选地，当前开关周期的第一时间信息大于上一个开关周期的第一时间信息，则使得所述第二时间相应增大，或/和，降低原边绕组的峰值电流；当前开关周期的第一时间信息小于上一个开关周期的第一时间信息，则使得所述第二时间相应降低，或/和，提高原边绕组的峰值电流。可选地，当前开关周期的第一时间信息大于上一个开关周期的第一时间信息，则使得所述第二时间相应减小，或/和，提高原边绕组的峰值电流；当前开关周期的第一时间信息小于上一个开关周期的第一时间信息，则使得所述第二时间相应增大，或/和，降低原边绕组的峰值电流。可选地，当所述第一时间信息大于第一阈值或小于第二阈值时，则控制所述主功率开关管保持关断直到再次被唤醒或者使隔离式开关电路的开关频率维持为检测频率，所述的检测频率用于定期判断负载是否发生变化，若发生变化，则调整隔离式开关电路的工作模式。可选地，将从当前开关周期结束至下一开关周期主功率开关管导通时刻的时间或两个开关周期开始时刻之间的间隔时间作为第二时间；在所述第二时间上叠加扰动信号，使开关电路工作于抖频模式，或者，在开关频率降到最低时，通过延长所述第二时间，以进一步降低开关频率，使开关电路工作于间歇模式。可选地，通过调节下一开关周期的主功率开关管的导通时刻来调节所述第二时间；通过调节下一开关周期的主功率开关管的导通时间来调节所述峰值电流。可选地，通过采样流经同步整流管的电流，得到电流采样信号，将所述的电流采样信号与所述第一控制信号进行比较，以确定所述同步整流管的关断时间，从而调节所述第一时间信息。可选地，所述的隔离式开关电路还包括原边控制电路，所述的原边控制电路与所述主功率开关管的控制端连接，所述原边控制电路包括第一时间信息检测电路和调节电路，所述的调节电路包括第二时间调节电路或/和峰值电流调节电路，所述的调节电路接收所述第一时间信息检测电路输出表征所述第一时间信息的检测信号，通过第二时间调节电路调节所述的第二时间或/和通过所述峰值电流调节电路调节所述的峰值电流。与现有技术相比，本专利技术之技术方案具有以下优点：本专利技术以第一时间信息作为特征进行原副边的控制和调节，无需光耦传输原副边的信息，原边通过检测主功率开关管两端的电压来识别所述第一时间信息，副边则通过采样输出电压或/输出电流，与相应的参考信号进行比较，得到表征第一时间信息的第一控制信号。原边可根据所述第一时间信息来调节所述第二时间和峰值电流。本专利技术无需采用光耦进行原副边信号的隔离传输，降低了电路的成本，同时将同步整流管的寄生二极管续流时间作为特征进行识别和控制，控制和调节更为精确。附图说明图1为现有技术反激式开关电路的结构原理图；图2为本专利技术隔离式开关电路的工作波形示意图；图3为本专利技术隔离式开关电路的结构原理图；图4为原边控制电路的结构框图；图5为第一时间与第一控制信号的变化趋势波形图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图2所示，示意了本专利技术隔离式开关电路的工作波形，包括主功率开关管M1两端电压VDS和原副边电流I的波形。从0到T为一个开关周期，从0到t0时刻为主动率开关管M1的导通时间，由于主动率开关管M1导通期间，其自身的阻抗很小，所以其两端的电压近似于0，在该期间内，原边的电流从0增大至峰值电流Ip。在t0时刻，主功率开关管M1关断，原边电流为零，副边的同步整流管M2导通，此时副边电流从峰值电流Ip开始下降，需要注意的是副边电流Ip与原边电流的Ip大小可以相同也可以不同，在图2中，为了说明和示意的方便，可以将其等效为一边的电流，即等效的励磁电流，所以将二者看作是相同的，但副边电流Ip与原边电流的Ip大小主要由原副边的匝数比决定。在t0～t1时间段，同步整流管M2导通，此时副边电流下降，在t1时刻，同步整流管M2关断，同步整流管M2的寄生二极管(也成为体二极管)开始续流，副边电流继续降低，在t2时刻，副边电流降低至0，在t1～t2时间段作为第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离式开关电路，包括主功率开关管、变压器和同步整流管，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述的主功率开关管与所述原边绕组连接，所述的同步整流管与所述副边绕组连接；其特征在于：副边控制电路接收表征第一时间信息的第一控制信号，所述的副边控制电路与所述同步整流管的控制端连接，所述的第一控制信号用于控制同步整流管的关断；所述的第一时间信息为：一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与同步整流管开通时刻至副边电流降低至零的时间所成的比例，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与表征输出电压的采样电压信号的乘积；从原边检测所述第一时间信息，得到表征所述第一时间信息的检测信号，根据所述表征第一时间信息的检测信号，经原边控制电路对主功率开关管的状态进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种隔离式开关电路，包括主功率开关管、变压器和同步整流管，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述的主功率开关管与所述原边绕组连接，所述的同步整流管与所述副边绕组连接；其特征在于：副边控制电路接收表征第一时间信息的第一控制信号，所述的副边控制电路与所述同步整流管的控制端连接，所述的第一控制信号用于控制同步整流管的关断；所述的第一时间信息为：一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与同步整流管开通时刻至副边电流降低至零的时间所成的比例，或者，一个开关周期内自同步整流管关断寄生二极管开始续流至副边电流降低至零的时间与表征输出电压的采样电压信号的乘积；从原边检测所述第一时间信息，得到表征所述第一时间信息的检测信号，根据所述表征第一时间信息的检测信号，经原边控制电路对主功率开关管的状态进行调节。2.根据权利要求1所述的隔离式开关电路，其特征在于，所述的第一控制信号由以下方式得到：采样所述隔离式开关电路的输出电压或/和输出电流，得到相应的采样电压信号，将所述相应的采样电压信号与相应的参考信号进行比较，得到表征第一时间信息的第一控制信号。3.根据权利要求1所述的隔离式开关电路，其特征在于，根据所述表征第一时间信息的检测信号，调节第二时间或/和原边绕组的峰值电流，所述的第二时间为从当前开关周期结束至下一开关周期主功率开关管导通时刻的时间或两个开关周期开始时刻之间的间隔时间。4.根据权利要求1所述的隔离式开关电路，其特征在于，所述从原边检测所述第一时间信息是指，通过直接检测或通过辅助绕组检测主功率开关管两端的电压，根据主功率开关管两端电压的变化特性，得到表征所述第一时间信息的检测信号。5.根据权利要求3所述的隔离式开关电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33