一种基于反激变换器的软开关变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于反激变换器的软开关变换装置，其在传统Flyback变换器功率拓扑的基础上，在主功率管漏端串入一由可控功率钳位管与钳位电容构成的钳位支路；该变换装置原边芯片接收变换器功率回路的峰值励磁电流、谷底励磁电流及开关节点最大电压等信息并产生随输入电压和负载条件变化的理想驱动死区时间来控制主功率管与钳位管，从而能够完全消除因漏感引起的功率管漏端电压振荡。得益于几乎无损耗的MOS管有源钳位、稳定的钳位电压值及原副边全工况的软开关技术，本发明专利技术装置可以工作在很高的频率(>1MHz)，应用在电源适配器中可大幅提高适配器的功率密度。

A soft switching converter based on flyback converter

The present invention discloses a soft switch converter based on flyback converter, which is based on traditional Flyback power converter topology, drain pipe string into a controllable power clamp pipe and clamp capacitor clamp circuit in the main power converter; the primary side power converter chip receiver loop peak excitation current, excitation current and bottom switch node information and generate the maximum voltage with input voltage and load condition of ideal drive dead time control of the main power tube and the tube clamp, which can completely eliminate due to leakage caused by a sense of power MOSFET voltage oscillation. Thanks to almost lossless MOS tube active clamp, stable clamp voltage and soft switching technology with original side and full condition, the device can work at a very high frequency (> 1MHz), and the power density of adapter can be greatly improved by applying it to power adapter.

【技术实现步骤摘要】
一种基于反激变换器的软开关变换装置
本专利技术属于开关电源控制
，具体涉及一种基于反激变换器的软开关变换装置，该装置可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑和超薄家用电视机等AC-DC电源适配器中。
技术介绍
随着消费类电子AC-DC电源适配器尤其是笔记本电脑适配器小型化的要求日益增长，加之快速充电标准对适配器输出能量标准的提高，因此提高AC-DC电源适配器的功率密度是开关电源技术所必须解决的议题。在现有技术条件下，由于几乎所有的AC-DC电源适配器都为开关电源，而提升开关工作频率可以减小开关电源中无源功率器件及滤波器的体积。另外，适配器中的开关电源辅助散热装置(功率管散热片等)的大小也直接制约了适配器的总体积。因此，保证适配器的高效率，从而减小辅助散热装置也是适配器小型化的必然条件。综上所述，提升适配器中开关电源工作频率的同时保证高效率是提高适配器功率密度的最直接有效的策略。反激(Flyback)变换器具有结构简单和MOS管数量少等优点，其被广泛应用于手机、笔记本电脑和平板电脑等AC-DC电源适配器中。其中准谐振谷底导通模式的Flyback变换器为当今中小功率AC-DC电源适配器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反激变换器的软开关变换装置，包括基于有源钳位支路的反激变换器及其原边控制芯片；其特征在于：所述反激变换器包括变压器T1、主功率管Qmain、峰值电流采样电阻Rpcs以及有源钳位支路；其中，变压器T1原边绕组的异名端与有源钳位支路以及主功率管Qmain的漏端相连，主功率管Qmain的源端与峰值电流采样电阻Rpcs的一端相连，峰值电流采样电阻Rpcs的另一端接地，主功率管Qmain的栅端接原边控制芯片提供的驱动信号Smain；所述有源钳位支路包括钳位管Qclamp、钳位电容Cclamp、谷电流采样电阻Rvcs、两个分压电阻Rsw1和Rsw2以及驱动变压器T2；其中，驱动变压器T2原边绕组的...

【技术特征摘要】
1.一种基于反激变换器的软开关变换装置，包括基于有源钳位支路的反激变换器及其原边控制芯片；其特征在于：所述反激变换器包括变压器T1、主功率管Qmain、峰值电流采样电阻Rpcs以及有源钳位支路；其中，变压器T1原边绕组的异名端与有源钳位支路以及主功率管Qmain的漏端相连，主功率管Qmain的源端与峰值电流采样电阻Rpcs的一端相连，峰值电流采样电阻Rpcs的另一端接地，主功率管Qmain的栅端接原边控制芯片提供的驱动信号Smain；所述有源钳位支路包括钳位管Qclamp、钳位电容Cclamp、谷电流采样电阻Rvcs、两个分压电阻Rsw1和Rsw2以及驱动变压器T2；其中，驱动变压器T2原边绕组的同名端接原边控制芯片提供的驱动信号Sclamp，驱动变压器T2原边绕组的异名端接地，谷电流采样电阻Rvcs的一端与分压电阻Rsw1的一端相连并接地，谷电流采样电阻Rvcs的另一端与钳位电容Cclamp的一端相连，钳位电容Cclamp的另一端与分压电阻Rsw2的一端以及钳位管Qclamp的漏端相连，分压电阻Rsw1的另一端与分压电阻Rsw2的另一端相连，钳位管Qclamp的栅端与驱动变压器T2副边绕组的同名端相连，驱动变压器T2副边绕组的异名端与钳位管Qclamp的源端、变压器T1原边绕组的异名端以及主功率管Qmain的漏端相连；所述原边控制芯片根据谷电流采样电阻Rvcs与钳位电容Cclamp连接点上的谷电流采样电压Vvcs、两个分压电阻Rsw1与Rsw2连接点上的开关节点最大值采样电压Vsw_maxs、主功率管Qmain与峰值电流采样电阻Rpcs连接点上的峰值电流采样电压Vpcs以及反激变换器副边误差放大器的输出电压Vcomp，通过信号处理产生输出两路互补的驱动信号Smain和Sclamp。2.根据权利要求1所述的软开关变换装置，其特征在于：所述原边控制芯片包括采样转换器、自适应死区时间产生器、比较器以及两个缓冲器；其中：所述采样转换器用于对峰值电流采样电压Vpcs以及谷电流采样电压Vvcs进行采样并将其对应转换成两路电流信号αImps和αImvs，其由峰值电流采样转换电路和谷电流采样转换电路组成；所述比较器的同相输入端接峰值电流采样电压Vpcs，反相输入端接输出电压Vcomp，输出端产生比较电压信号VCMP；所述自适应死区时间产生器根据开关节点最大值采样电压Vsw_maxs、电流信号αImps和αImvs进行处理得到两组死区时间tdr和tdf，进而综合由比较电压信号VCMP确定的时序，分别经两个缓冲器产生上升沿死区时间为tdr下降沿死区时间为tdf的驱动信号Smain和Sclamp。3.根据权利要求2所述的软开关变换装置，其特征在于：所述峰值电流采样转换电路包括两个开关S1和S2、两个跨导放大器OTA1和OTA2、两个电容C1和C2、电阻R1以及三个MOS管M1～M3；其中，开关S1的一端接峰值电流采样电压Vpcs，开关S1的另一端与跨导放大器OTA1的同相输入端以及电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地，跨导放大器OTA1的反相输入端和输出端与开关S2的一端共连，开关S2的另一端与电容C2的一端以及跨导放大器OTA2的同相输入端相连，电容C2的另一端接地，跨导放大器OTA2的输出端与MOS管M1的栅端相连，跨导放大器OTA2的反相输入端与MOS管M1的源端以及电阻R1的一端相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐圣鹏，奚剑雄，何乐年，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33