有源箝位变换系统技术方案

本申请公开了一种有源箝位变换系统，该变换系统包括：有源箝位变换电路、检测电路以及控制电路，有源箝位变换电路包括依次串联连接的谐振电感、变压器以及主开关元件；检测电路的检测端连接有源箝位变换电路，用于检测通过谐振电感的电流；控制电路的输入端连接于检测电路且其第一输出端与主开关元件的控制端连接，用于接收检测电路输出的谐振电感的电流，并在电流满足第一预设电流条件时，控制主开关元件导通，以使主开关元件零电压开通；其中，第一预设电流条件为电流在第一预设范围内。通过上述方式，本申请能够使有源箝位变换电路易于控制。

【技术实现步骤摘要】
有源箝位变换系统
本申请涉及电子
，特别是涉及一种有源箝位变换系统。
技术介绍
有源箝位变换电路由于具有电路拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压升/降范围宽、易于多路输出等优点，因而广泛用于中小功率变换场合。当前市面上的充电器大多采用正激拓扑或者反激拓扑实现，现有的有源箝位正激拓扑或者有源箝位反激拓扑中的控制难度大。
技术实现思路
本申请主要解决的技术问题是提供一种有源箝位变换系统，能够使有源箝位变换电路易于控制。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种有源箝位变换系统，该变换系统包括：有源箝位变换电路、检测电路以及控制电路，有源箝位变换电路包括依次串联连接的谐振电感、变压器以及主开关元件；检测电路的检测端连接有源箝位变换电路，用于检测通过谐振电感的电流；控制电路的输入端连接于检测电路且其第一输出端与主开关元件的控制端连接，用于接收检测电路输出的谐振电感的电流，并在电流满足第一预设电流条件时，控制主开关元件导通，以使主开关元件零电压开通；其中，第一预设电流条件为电流在第一预设范围内。本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，由于本申请的有源箝位变换系统包括有源箝位变换电路、检测电路以及控制电路，有源箝位变换电路包括依次串联连接的谐振电感、变压器以及主开关元件；检测电路的检测端连接有源箝位变换电路，用于检测通过谐振电感的电流；控制电路的输入端连接于检测电路且其第一输出端与主开关元件的控制端连接，用于接收检测电路输出的谐振电感的电流，并在电流满足第一预设电流条件时，控制主开关元件导通，以使主开关元件零电压开通；其中，第一预设电流条件为电流在第一预设范围内。由于能够通过检测谐振电感的电流，并在该电流满足第一预设电流条件时，控制主开关元件的导通，使有源箝位变换系统能够根据谐振电感上的电流值控制主开关元件的导通，从而使有源箝位变换电路易于控制。附图说明图1是本申请第一实施例有源箝位变换系统的结构示意图；图2是本申请第二实施例有源箝位变换系统的结构示意图；图3是本申请第三实施例有源箝位变换系统的结构示意图；图4是本申请实施例有源箝位变换电路工作时的各信号波形图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。本申请中的术语“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、方法、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、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本文中提及“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，本文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是本申请第一实施例有源箝位变换系统的结构示意图。有源箝位变换系统10包括有源箝位变换电路11、检测电路12以及控制电路13。有源箝位变换电路11可以为有源箝位正激变换电路或者有源箝位反激变换电路。在本实施例中，有源箝位变换电路11为有源箝位反激变换电路。有源箝位正激变换电路和有源箝位反激变换电路的区别在于：有源箝位正激变换电路中的变压器只起到变换电压传输能量的作用，而有源箝位反激变换电路中的变压器不止起到变换电压传输能量的作用，同时还起到储能电感的作用。有源箝位变换电路11包括变压器和主开关元件S1。其中，变压器包括变压器原边绕组和变压器副边绕组，变压器原边绕组可以等效为依次串联的谐振电感Lr和励磁电感Lm。在一个可行的实施例中，有源箝位变换电路11包括依次连接的电压源、谐振电感Lr、励磁电感Lm以及主开关元件S1.其中，主开关元件S1可以为PMOS晶体管或者NMOS晶体管，在本实施例中，主开关元件S1为NMOS晶体管。本申请中的有源箝位变换电路11还包括其它电子元件，具体的详见下文描述。检测电路12的检测端连接有源箝位变换电路11，用于检测通过谐振电感Lr的电流，可选地，检测电路12的检测端可以直接与谐振电感Lr连接，也可以与谐振电感Lr两侧的支路连接。可选地，检测电路12可以为电流互感器、霍尔电流传感器、洛科夫斯基线圈或者光电电流传感器等。在本实施例中，检测电路12为电流互感器，本申请对检测电路12的选取不作限定，只要能够检测到通过谐振电感Lr的电流iLr即可。检测电路12还用于将检测到的谐振电感Lr上的电流iLr传输至控制电路13。本实施例中，设定通过谐振电感Lr的电流iLr的正方向(正向电流)为主开关元件S1在刚断开时，此时通过谐振电感Lr的电流iLr的方向，在相应地，设定与正方向相反的方向为电流iLr的反方向(反向电流)。在通过谐振电感Lr的电流iLr为正向电流时，iLr的值为正值，同样地，在通过谐振电感Lr的电流iLr为反向电流时，iLr的值为负值。控制电路13的输入端连接于检测电路12且其第一输出端与主开关元件S1的控制端连接，用于接收检测电路12输出的谐振电感Lr的电流iLr，并在电流iLr满足第一预设电流条件时，控制主开关元件S1导通，以使主开关元件S1零电压开关(ZeroVoltageSwitch，ZVS)。可选地，第一预设电流条件为电流iLr在第一预设范围内。其中，第一预设电流条件为电流iLr大于或者等于预设负电流值且小于或者等于零电流值，控制电路13用于在电流iLr逐渐增大时判断电流iLr是否满足第一预设电流条件。例如，第一预设范围可以为[-a，0]，其中，-a的值可以根据实际情况选取，-a应大于谐振电感Lr上的电流iLr在逐渐增大且主开关元件S1两端的电压恰好为0时，此时通过谐振电感Lr的电流值-A。例如，-a可以等于-A+δ，δ的取值范围为(0，A]，在例如，-a可以根据-A获得，例如-a可以为-A/2、-A/3或者-2A/3等等。本申请对第一预设范围不作限定，只要是-a大于谐振电感Lr上的电流iLr逐渐增大且主开关元件S1两端的电压恰好为0时，此时通过谐振电感Lr的电流iLr值即可。在本申请实施例中，-a的值可以为0，即第一预设电流条件为电流iL的值为零。-a的值越靠近0，则有源箝位变换电路的工作效率就越高。在本实施例中，仅通过检测谐振电感Lr上的电流iLr，并在该电流iLr满足第一预设电流条件时，控制主开关元件S1导通，使有源箝位变换系统10能够根据谐振电感Lr上的电流iLr控制主开关元件S1的导通，从而使有源箝位变换电路11易于控制。另外，在通过谐振电感Lr的电流iLr发生从负电流值到零电流值的变化过程中，且当主开关元件S1两端的电压恰好开始等于零时，这时如果导通主开关元件S1，就可以实现主开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源箝位变换系统，其特征在于，所述变换系统包括：有源箝位变换电路，包括依次串联连接的谐振电感、变压器以及主开关元件；检测电路，其检测端连接所述有源箝位变换电路，用于检测通过所述谐振电感的电流；控制电路，其输入端连接于所述检测电路且其第一输出端与所述主开关元件的控制端连接，用于接收所述检测电路输出的所述谐振电感的电流，并在所述电流满足第一预设电流条件时，控制所述主开关元件导通，以使主开关元件零电压开通；其中，所述第一预设电流条件为所述电流在第一预设范围内。

【技术特征摘要】
1.一种有源箝位变换系统，其特征在于，所述变换系统包括：有源箝位变换电路，包括依次串联连接的谐振电感、变压器以及主开关元件；检测电路，其检测端连接所述有源箝位变换电路，用于检测通过所述谐振电感的电流；控制电路，其输入端连接于所述检测电路且其第一输出端与所述主开关元件的控制端连接，用于接收所述检测电路输出的所述谐振电感的电流，并在所述电流满足第一预设电流条件时，控制所述主开关元件导通，以使主开关元件零电压开通；其中，所述第一预设电流条件为所述电流在第一预设范围内。2.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述第一预设电流条件为所述电流大于或者等于预设负电流值且小于或者等于零电流值，所述控制电路用于在所述电流逐渐增大时判断所述电流是否满足所述第一预设电流条件。3.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述有源箝位变换电路还包括辅开关元件，所述辅开关元件与所述谐振电感或所述主开关元件并联连接，所述辅开关元件的控制端与所述控制电路的第二输出端连接，所述控制电路还用于控制所述辅开关元件的导通，且所述主开关元件和所述辅开关元件不同时导通。4.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述控制电路还用于在所述电流满足第二预设电流条件时，控制所述辅开关元件导通，以使辅开关元件零电压开通；其中，所述第二预设电流条件为所述电流在第二预设范围内。5.根据权利要求1所述的变换系统，其特征在于，所述第二预设电流条件为所述电流小于或者等于预设正电流值且大于或者等于零电流值，所述控制电路用于在所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶小浪，刘光新，江甫，
申请(专利权)人：安克创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43