控制电路及应用其的有源箝位电路制造技术

本发明专利技术公开了一种控制电路及应用其的有源箝位电路，当系统启动过压保护时，控制主开关管保持关断状态，并且控制辅助开关管继续工作预定个数的工作周期，为箝位电容提供放电通路，使得箝位电容被充分放电，从而避免损坏辅助开关管和副边二极管等问题的出现，且与传统方案对比，也可以避免空载损耗的增加。

Control Circuit and Its Active Clamping Circuit

【技术实现步骤摘要】
控制电路及应用其的有源箝位电路
本专利技术涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种控制电路及应用其的有源箝位电路。
技术介绍
目前，在有源箝位电路中，采用箝位控制方式吸收尖刺电压。该有源箝位电路包括与变压器的原边绕组连接的主开关管和辅助开关管。主开关管和辅助开关管以互补方式交替导通和关断。在主开关管关断期间，辅助开关管导通，从而形成附加的吸收电路，以吸收原边绕组的漏感中储存的能量，因而可以抑制尖刺电压的产生。如图1所示，为现有技术的反激式有源箝位电路。当因输出过压等故障使得过压保护启动时，辅助开关管Sa和主开关管Sm均关断，箝位电容Cc没有放电回路，箝位电容Cc的电压将会非常缓慢地下降，但输出电压Vout会被负载很快拉低。当过压保护解除或重启时，由于输出电压低，折射到原边绕组Lm上的电压较小，当辅助开关管Sa导通时，箝位电容Cc的电压与原边绕组Lm的电压之间较大的压差将加在漏感Lk上，由于漏感Lk的感值很小，根据Ldi/dt＝u,可知将会产生很大的回路电流，同时，副边二极管D1的峰值电流也将很大，会损坏辅助开关管Sa和副边二极管D1等。现有方案中，通过在箝位电容Cc两端并联大电阻R的方式来提供放电回路,具体地，在输出过压故障后关闭PWM，并且设置一段固定的保护时间供箝位电容放电。然而，此方案的缺点在于，电阻R为固定负载，尽管其可以吸收尖刺电压，但吸收电路消耗的能量也使得有源箝位电路增加了空载功耗，从而使得效率降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种控制电路及应用其的有源箝位电路，以解决现有有源箝位电路中空载损耗大的的问题。第一方面，提供一种用于有源箝位电路的控制电路，所述有源箝位电路采用主开关管为变压器提供电能，以及采用辅助开关管提供所述变压器的漏感能量的释放路径，所述有源箝位电路还包括与所述辅助开关管串联连接的箝位电容，其特征在于，所述控制电路响应于系统启动过压保护时，控制所述主开关管保持关断状态，并且控制所述辅助开关管继续工作预定个数的工作周期，使得所述箝位电容被充分放电。优选地，所述辅助开关管在系统启动过压保护时，按照预设的工作频率工作。优选地，所述辅助开关管在系统启动过压保护时，按照预设的占空比导通和关断。优选地，所述控制电路包括过压检测电路，其用以根据输出电压生成过压检测信号，所述过压检测信号用以表征所述系统启动过压保护与否。优选地，所述控制电路还包括控制信号生成电路，其用以根据所述过压检测信号，选择不同的PWM电路以生成相应的PWM控制信号。优选地，所述控制信号生成电路包括：第一PWM电路，其在所述过压检测信号为无效状态时使能，用以生成PWM控制信号使得系统正常工作；第二PWM电路，其在所述过压检测信号为有效状态时使能，用以生成PWM控制信号使得系统启动过压保护时，所述箝位电容被充分放电。优选地，所述箝位电容与所述辅助开关管串联连接构成箝位电路，且所述箝位电路与所述变压器的原边绕组并联连接或者串联连接。第二方面，提供一种有源箝位电路，包括：功率级电路，以及上述任一项中所述的控制电路。优选地，所述有源箝位电路的所述功率级电路，为反激式变换器或正激式变换器。本专利技术的控制电路，响应于系统启动过压保护时，控制主开关管保持关断状态，并且控制辅助开关管继续工作预定个数的工作周期，为箝位电容提供放电通路，使得箝位电容被充分放电，从而避免损坏辅助开关管和副边二极管等问题的出现，且与传统方案对比，也可以避免空载损耗的增加。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术的反激式有源箝位电路的示意图；图2为本专利技术第一实施例的反激式有源箝位电路的示意图；图3为本专利技术的控制电路的结构示意图；图4为本专利技术的一个箝位电容放电回路的示意图；图5为本专利技术的另一个箝位电容放电回路的示意图；图6为本专利技术的又一个箝位电容放电回路的示意图；图7为本专利技术的第一实施例的反激式有源箝位电路的工作波形图；图8为本专利技术的第二实施例的反激式有源箝位电路的示意图；具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图2示出根据本专利技术第一实施例的反激式有源箝位电路的示意性电路图。该反激式有源箝位电路包括输入电容Cin、功率级电路、箝位电路和控制电路。可以理解的是，还可以包括一整流桥(这里未示出)，用以接收外部输入电压信号整流后得到一直流输入电压Vin。功率级电路包括变压器T、与变压器T的原边绕组串联连接的主开关管Sm、以及与变压器T的副边绕组串联连接的二极管D1和输出电容Co。如图2所示，变压器T的原边绕组的同名端连接至主开关管Sm的第一端。变压器T的原边绕组的异名端与输入电容Cin连接，以获得直流输入电压Vin。主开关管Sm的第二端接地。变压器T的副边绕组的同名端连接至二极管D1的阳极。输出电容Co连接在二极管D1的阴极和变压器T的副边绕组的异名端之间。在输出电容Co的两端提供直流输出电压Vout。在本专利技术实施例中，箝位电路与变压器T的原边绕组并联连接，箝位电路包括在变压器T的原边绕组两端串联连接的辅助开关管Sa和箝位电容Cc。在图2中，变压器T的原边绕组等效为串联的激磁电感Lm和漏感Lk。控制电路分别连接至主开关管Sm和辅助开关管Sa，用于控制二者的导通和关断状态。在正常工作过程中，主开关管Sm交替导通和关断。在主开关管Sm的导通期间，原边电流Ip流经变压器T的原边绕组。该原边电流Ip随主开关管Sm的导通时间逐渐上升，使得变压器T储存能量。在变压器T的副边绕组上连接的二极管D1由于反向偏置而截止。在主开关管Sm的关断期间，变压器T的原边绕组的原边电流Ip减小为零，副边绕组上连接的二极管D1由于正向偏置而导通。因而，变压器T释放能量从而向输出电容Co和负载供电。在主开关管Sm的关断期间，辅助开关管Sa导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有源箝位电路的控制电路，所述有源箝位电路采用主开关管为变压器提供电能，以及采用辅助开关管提供所述变压器的漏感能量的释放路径，所述有源箝位电路还包括与所述辅助开关管串联连接的箝位电容，其特征在于，所述控制电路响应于系统启动过压保护时，控制所述主开关管保持关断状态，并且控制所述辅助开关管继续工作预定个数的工作周期，使得所述箝位电容被充分放电。

【技术特征摘要】
1.一种用于有源箝位电路的控制电路，所述有源箝位电路采用主开关管为变压器提供电能，以及采用辅助开关管提供所述变压器的漏感能量的释放路径，所述有源箝位电路还包括与所述辅助开关管串联连接的箝位电容，其特征在于，所述控制电路响应于系统启动过压保护时，控制所述主开关管保持关断状态，并且控制所述辅助开关管继续工作预定个数的工作周期，使得所述箝位电容被充分放电。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述辅助开关管在系统启动过压保护时，按照预设的工作频率工作。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述辅助开关管在系统启动过压保护时，按照预设的占空比导通和关断。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括过压检测电路，其用以根据输出电压生成过压检测信号，所述过压检测信号用以表征所述系统启动过压保护与否。5.根据权利要求4所述的控制电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨向东，白永江，丁杰，
申请(专利权)人：西安矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61