开关状态控制方法、控制电路及反激式变换器技术

本发明专利技术公开了一种开关状态控制电路及控制方法及反激式变换器，通过获得表征输入电压信息的第一电压采样信号，并根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。可以实现在不同的输入电压下，主功率管都可以实现ZVS开通，并且负电流大小合适，不会产生多余的环流，实现了自适应控制。

【技术实现步骤摘要】
开关状态控制方法、控制电路及反激式变换器
本专利技术涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种应用于开关电源中的开关状态控制方法、控制电路及反激式变换器。
技术介绍
反激式变换器工作在准谐振状态(QR)时，在副边电流续流结束时，变压器激磁电感与主功率管的结电容之间产生谐振，其谐振的波形如图1所示，为了降低主功率Q1管的损耗，通常在其漏源电压Vdrain_P处于谷底时来控制主功率管的导通，即原边主功率管Q1在漏源电压降低到最低点时导通。然而，其自由谐振的最低点为Vin-NVo(Vin为变换器的输入电压，Vo变换器的输出电压，N为变压器的原副边的匝数比)，当输入电压Vin较高或NVo较小时，谐振到的最低电压Vin-NVo也较高，原边主功率管导通时的电压仍然很大，此时开通开关管会产生较大的开关损耗，较大的开关损耗使开关管难以工作在较高的开关频率。当副边为同步整流时，可以控制增加同步整流管的导通时间，使副边电流在续流结束后，再反向流一负电流，然后再关掉同步整流管。当同步整流管关掉后，副边电流会转移到原边，给主功率管的结电容放电，从而降低开通时原边漏源的电压，实现零电压开通。此负电流小的话，原边不能实现零电压开通，开关损耗还是比较大；负电流大，会产生较大的环流，也影响效率。所以，负电流要控制到以这个合适的值，能最优地提高效率。目前常用的控制方法，一种是检测同步整流管的漏源电压与一固定的基准比较，但是这样不能保证在不同的输入电压下都实现零电压开通。从而导致的结果是，低压输入时，负电流过大，产生环流；高压输入时，负电流不够，漏源电压还比较高时，原边功率管就开通，开关损耗还是比较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种，以解决现有的问题。第一方面，提供一种开关状态控制电路，用于反激式变换器，包括连接在变压器原边绕组的主功率管和连接在副边绕组的同步整流管，其特征在于，包括：第一电压产生电路，用以获得表征输入电压信息的第一电压采样信号；同步整流控制电路，用以根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。优选地，所述主功率管在其漏源电压谐振至最低时导通。优选地，所述同步整流控制电路在所述输入电压增大时，增加所述同步整流管的导通时间，以增大流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值；在所述输入电压减小时，减小所述同步整流管的导通时间，以减小流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值。优选地，所述同步整流控制电路根据所述第一电压采样信号获得所述输入电压的变化状态，通过调节所述同步整流管的关断时刻来调节所述同步整流管的导通时间。优选地，所述第一电压产生电路被配置为采样保持电路，用以在所述主功率管导通期间，对所述同步整流管的漏源电压进行采样保持，以获得所述第一电压采样信号。优选地，所述同步整流控制电路包括：第二电压产生电路，用以采样所述同步整流管关断预定时间后的所述同步整流管的漏源电压，以获得第二电压采样信号；调节电路，用以比较所述第二电压采样信号和所述第一电压采样信号，并根据比较结果，调节所述同步整流管的导通时间。优选地，当所述第二电压采样信号低于所述第一电压采样信号时，所述调节电路在下一开关周期增加所述同步整流管的导通时间；当所述第二电压采样信号高于所述第一电压采样信号时，在下一开关周期减小所述同步整流管的导通时间。优选地，当所述第二电压采样信号低于所述第一电压采样信号时，所述调节电路增大所述同步整流管的关断阈值；当所述第二电压采样信号高于所述第一电压采样信号时，所述调节电路减小所述同步整流管的关断阈值。优选地，所述调节电路包括：误差补偿电路，用以根据所述第一电压采样信号以及所述第二电压采样信号生成表征两者之间的误差大小的误差补偿信号，导通时间控制电路，用以在所述同步整流管导通期间，当所述同步整流管的漏源电压达到所述误差补偿信号时关断所述同步整流管，从而调节所述导通时间。优选地，所述误差补偿电路包括：误差放大器，用以根据接收到的所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号，在输出端产生误差信号；补偿电路，用以对所述误差信号进行补偿处理以获得所述误差补偿信号。优选地，所述导通时间控制电路包括：比较器，其同相输入端和反相输入端分别接收所述同步整流管的漏源电压以及所述误差补偿信号，并输出关断信号以关断所述同步整流管。优选地，所述预定时间趋近于半个谐振周期，所述谐振周期是指所述原边绕组的电感与所述主功率管结电容之间产生的谐振的周期。第二方面，提供一种反激式变换器，其特征在于，包括：上述中任一项所述的开关状态控制电路。第三方面，提供一种开关状态控制方法，基于反激式变换器包括连接在变压器原边绕组的主功率管和连接在副边绕组的同步整流管，其特征在于，包括：获得表征输入电压信息的第一电压采样信号，根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。优选地，所述主功率管在其漏源电压谐振至最低时导通。优选地，当所述输入电压增大时，增加所述同步整流管的导通时间，以增大流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值；当所述输入电压减小时，减小所述同步整流管的导通时间，以减小流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值。优选地，根据所述第一电压采样信号获得所述输入电压的变化状态，通过调节所述同步整流管的关断时刻来调节所述同步整流管的导通时间优选地，在所述主功率管导通期间，对所述同步整流管的漏源电压进行采样保持，以获得所述第一电压采样信号。优选地，采样所述同步整流管关断预定时间后的漏源电压，以获得第二电压采样信号，并根据所述第二电压采样信号和所述第一电压采样信号的比较结果，调节所述同步整流管的导通时间。优选地，在所述第二电压采样信号低于所述第一电压采样信号时，在下一开关周期增加所述同步整流管的导通时间；在所述第二电压采样信号高于所述第一电压采样信号时，在下一开关周期减小所述同步整流管的导通时间。优选地，根据所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号之间的误差生成一误差补偿信号，根据所述误差补偿信号调节所述同步整流管的关断阈值，当所述同步整流管导通时，当所述同步整流管的漏源电压达到所述关断阈值时，关断所述同步整流管。优选地，所述预定时间趋近于半个谐振周期，所述谐振周期是指所述原边绕组的电感与所述主功率管结电容之间产生的谐振的周期。本专利技术技术通过获得表征输入电压信息的第一电压采样信号，并根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。具体地，通过在主功率管导通期间，对同步整流管的漏源电压进行采样保持并将其作为基准，并在同步整流管关断后半个谐振周期附近，采样同步整流管的漏源电压，然后将采样到的同步整流管的漏源电压与所述基准进行比较，若同步整流管的漏源电压低于该基准，则增加同步整流管的导通时间以增加负电流，副边的负电流传递至原边，加快主功率管的结电容放电；若同步整流管的漏源电压高于该基准，则不增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关状态控制电路，用于反激式变换器，包括连接在变压器原边绕组的主功率管和连接在副边绕组的同步整流管，其特征在于，包括：第一电压产生电路，用以获得表征输入电压信息的第一电压采样信号；同步整流控制电路，用以根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。

【技术特征摘要】
1.一种开关状态控制电路，用于反激式变换器，包括连接在变压器原边绕组的主功率管和连接在副边绕组的同步整流管，其特征在于，包括：第一电压产生电路，用以获得表征输入电压信息的第一电压采样信号；同步整流控制电路，用以根据所述第一电压采样信号的变化状态调节所述同步整流管的导通时间，以来调节流过所述副边绕组的负电流的绝对数值，所述负电流用于给所述主功率管的结电容放电，降低所述主功率管的漏源电压。2.根据权利要求1所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述主功率管在其漏源电压谐振至最低时导通。3.根据权利要求1所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路在所述输入电压增大时，增加所述同步整流管的导通时间，以增大流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值；在所述输入电压减小时，减小所述同步整流管的导通时间，以减小流过所述副边绕组的所述负电流的绝对数值。4.根据权利要求1所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路根据所述第一电压采样信号获得所述输入电压的变化状态，通过调节所述同步整流管的关断时刻来调节所述同步整流管的导通时间。5.根据权利要求1所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述第一电压产生电路被配置为采样保持电路，用以在所述主功率管导通期间，对所述同步整流管的漏源电压进行采样保持，以获得所述第一电压采样信号。6.根据权利要求5所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路包括：第二电压产生电路，用以采样所述同步整流管关断预定时间后的所述同步整流管的漏源电压，以获得第二电压采样信号；调节电路，用以比较所述第二电压采样信号和所述第一电压采样信号，并根据比较结果，调节所述同步整流管的导通时间。7.根据权利要求6所述的开关状态控制电路，其特征在于，当所述第二电压采样信号低于所述第一电压采样信号时，所述调节电路在下一开关周期增加所述同步整流管的导通时间；当所述第二电压采样信号高于所述第一电压采样信号时，在下一开关周期减小所述同步整流管的导通时间。8.根据权利要求7所述的开关状态控制电路，其特征在于，当所述第二电压采样信号低于所述第一电压采样信号时，所述调节电路增大所述同步整流管的关断阈值；当所述第二电压采样信号高于所述第一电压采样信号时，所述调节电路减小所述同步整流管的关断阈值。9.根据权利要求6所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述调节电路包括：误差补偿电路，用以根据所述第一电压采样信号以及所述第二电压采样信号生成表征两者之间的误差大小的误差补偿信号，导通时间控制电路，用以在所述同步整流管导通期间，当所述同步整流管的漏源电压达到所述误差补偿信号时关断所述同步整流管，从而调节所述导通时间。10.根据权利要求9所述的开关状态控制电路，其特征在于，所述误差补偿电路包括：误差放大器，用以根据接收到的所述第一电压采样信号和所述第二电压采样信号，在输出端产生误差信号；补偿电路，用以对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志亮，黄秋凯，李新磊，白永江，
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