开关电源的控制方法及电路技术

本发明专利技术提供了一种开关电源的控制方法和电路，应用于有源钳位反激变换器，用于对变换器的负向励磁电流的峰值进行控制，本发明专利技术的控制电路包括采样单元、电流过零判断单元和控制单元，采样单元采样开关节点电压，并输出采样电压至电流过零判断单元；电流过零判断单元依据采样电压波形判断励磁电流的过零时刻；控制单元电路在励磁电流过零时刻后延时一段时间关断钳位管。本发明专利技术能够自适应地判断出励磁电流的过零时刻，进一步可以通过调节钳位管的关断实现负向励磁电流的控制，从而可靠地实现主开关管ZVS开通，并且尽量减小所需的负向励磁电流峰值，避免主开关管的过度软开关。

Control Method and Circuit of Switching Power Supply

【技术实现步骤摘要】
开关电源的控制方法及电路
本专利技术涉及开关电源，特别涉及有源钳位反激变换器负向励磁电流的控制方法及电路。
技术介绍
反激变换器因其成本低、拓扑简单等优点被广泛应用于中小功率离线式开关电源。实际工作过程中，反激变换器的原边能量并不能够完全传递到副边，留在原边的能量通过漏感和开关节点寄生电容产生高频谐振，导致在开关节点，即主开关管的漏端，产生很高的电压尖峰。为了减小开关管的电压应力，需要吸收电路，常规的吸收电路有RCD钳位电路、LCD钳位电路和有源钳位电路。其中，有源钳位电路添加额外的钳位管及较大的钳位电容，可以将漏感能量保存下来，并回收至变换器输入端。另外，由于漏感的电惯性，有源钳位电路在漏感能量的回收过程结束后，可以将开关节点的电压拉低，从而实现主开关管的ZVS开通，减小主开关管的开通损耗，便于变换器功率密度的提升。图1所示100就是典型有源钳位反激变换器的电路图。图中，LK为漏感、LM为励磁电感、CA为钳位电容、MA为钳位管、MP为主开关管、CPAR为开关节点的寄生电容、RS为励磁电感电流采样电阻、NP为变压器原边绕组匝数、NS为变压器副边绕组匝数、DR为整流二极管、COUT为变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的控制方法，应用于有源钳位反激变换器，其特征在于，包括：采样步骤：采样单元采样开关节点电压，输出采样电压至电流过零判断单元；电流过零判断步骤：电流过零判断单元依据采样电压波形判断励磁电流的过零时刻；控制步骤：当判断出单周期的励磁电流过零点之后，由控制单元在此过零点后延时一段时间将钳位管关断。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制方法，应用于有源钳位反激变换器，其特征在于，包括：采样步骤：采样单元采样开关节点电压，输出采样电压至电流过零判断单元；电流过零判断步骤：电流过零判断单元依据采样电压波形判断励磁电流的过零时刻；控制步骤：当判断出单周期的励磁电流过零点之后，由控制单元在此过零点后延时一段时间将钳位管关断。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，电流过零判断步骤包括如下过程：(1)当变换器工作在励磁电流断续模式时，电流过零判断单元将主开关管关断到开关节点电压波形出现下掉的时间记录下来；(2)此后的若干周期，主开关管关断后达到记录的时间都认为励磁电流达到了过零点；(3)若干周期之后，强制变换器工作在励磁电流断续模式，刷新记录的时间；不断重复(1)、(2)、(3)过程。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，电流过零判断步骤包括如下过程：(1)当变换器工作在励磁电流断续模式时，电流过零判断单元将主开关管关断到开关节点电压下掉至变换器输入电压的时间记录下来作为基准时间；(2)此后的若干周期，每周期在基准时间的基础上提前1/4个开关节点电压波形的谐振周期，作为励磁电流过零点；(3)若干周期之后，强制变换器工作在励磁电流断续模式，刷新记录的基准时间；不断重复(1)、(2)、(3)过程。4.一种开关电源的控制电路，应用于有源钳位反激变换器，其特征在于，包括：采样单元、电流过零判断单元和控制单元；采样单元用于采样开关节点电压，并输出采样电压至电流过零判断单元；电流过零判断单元依据采样电压波形判断励磁电流的过零时刻；控制单元电路用于在励磁电流过零时刻后延时一段时间关断钳位管。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：电流过零判断单元至少包括第一计时电容和第一保存电容；电流过零判断单元将主开关管关断到采样电压波形出现下掉的时间记录下来，在记录时间段内利用第一基准电流给第一计时电容充电，并将第一计时电容上的电压保存到第一保存电容上；除了记录时间的工作周期之外，其它工作周期都会对第一计时电容重新充电，一旦第一计时电容上电压达到第一保存电容的电压，就认为达到了当前周期的励磁电流过零点。6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：记录时间的工作周期，钳位管为非互补开通或者直接不开通。7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：电流过零判断单元至少包括第二计时电容和第二保存电容；电流过零判断单元将主开关管关断到开关节点电压下掉至变换器输入电压的时间记录下来作为基准时间，在基准时间段内利用第三基准电流给第二计时电容充电，并将第二计时电容上的电压保存到第二保存电容上；同时，利用第四基准电流给第二保存电容上的电压放电，放电时间为1/4个开关节点电压的谐振周期，并且第三基准电流与第四基准电流存在比例关系；除了记录时间的周期之外，其它工作周期都会对第二计时电容重新充电，一旦第二计时电容上的电压达到第二保存电容上的电压，就认为达到了本周期的励磁电流过零点。8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于：记录时间的工作周期，钳位管为非互补开通或者直接不开通。9.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于：第三基准电流与第二保存电容的乘积等于第四基准电流与第二计时电容的乘积。10.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：采样单元包括辅助绕组NA、分压电阻RS1和分压电阻RS2，分压电阻RS1和分压电阻RS2串联后与辅助绕组NA并联，分压电阻RS1和分压电阻RS2的连接点为采样单元的输出端，用于输出采样电压。11.根据权利要求4所述的控制电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：於昌虎，曾正球，
申请(专利权)人：深圳南云微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44