控制电路以及应用其的开关变换器制造技术

本申请公开了一种控制电路以及应用其的开关变换器。本发明专利技术实施例的技术方案通过在主功率管关断后控制续流开关管导通第一时间段，并在第一时间段结束后在预设时间内控制续流开关管导通第二时间段，使得主功率管在导通之前通过一放电电流将自身的寄生电容放电，以实现零电压开通，有效降低开通损耗，同时续流开关管在其漏源电压的谐振谷底开始导通第二时间段，也降低了续流开关管的开通损耗，从而提高了系统效率。

Control circuit and switch converter used in it

【技术实现步骤摘要】
控制电路以及应用其的开关变换器
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及开关变换器以及其控制电路。
技术介绍
开关变换器是在主功率管导通时在磁性元件中储存能量，在主功率管关断时将磁性元件中储存的能量输送到负载的功率变换器。在主功率管关断时，开关变换器中的磁性元件和主功率管的结电容之间会产生谐振，因此在主功率管再次导通时会产生导通损耗，导致电源转换效率较低。为了降低主功率管的导通损耗，现有技术中采用准谐振方式来控制主功率管的导通，即在主功率管的漏源电压降低到最低点时导通，以实现零电压开通。但是，当开关变换器的输入电压变化时，主功率管很难实现零电压开通，从而增加了开通损耗，降低了系统效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种开关变换器及其控制电路，通过在主功率管关断后控制续流开关管导通额外的时间，以有效降低主功率管的开通损耗，提高系统效率。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括主功率管和续流开关管，所述控制电路在所述主功率管关断后控制所述续流开关管导通第一时间段，并且在所述第一时间段结束后控制所述续流开关管导通第二时间段，以降低使得所述主功率管的开通损耗，其中所述第一时间段和第二时间段在一个开关周期内互不重叠。优选地，所述控制电路根据所述开关变换器的输入和输出电压信息调节所述第二时间段的长度。优选地，所述第二时间段的长度与所述开关变换器的输入电压具有相同的变化趋势，与所述开关变换器的输出电压具有相反的变化趋势。>优选地，所述第二时间段的长度受控处于预设范围内以使得所述主功率管的漏源电压在所述第二时间段结束之后且在所述第一时间段开始之前下降至零。优选地，所述控制电路在预设时间内根据所述续流开关管的漏源电压控制所述续流开关管开始导通所述第二时间段。优选地，所述控制电路在所述预设时间内检测到所述续流开关管两端的谐振谷底时，控制所述续流开关管导通所述第二时间段。优选地，所述预设时间被配置为在流过所述续流开关管的电流下降到零之后以及所述主功率管的开关周期结束之前具有预定时间段。优选地，当所述控制电路采用导通时间控制模式时，所述控制电路在所述使能信号有效期间内根据所述开关变换器的输入电压和输出电压调节所述第二时间段的长度。优选地，当所述控制电路采用峰值电流控制模式时，所述控制电路在所述使能信号有效期间内根据所述开关变换器输入电压和输出电压调节电流峰值参考值以调节所述第二时间段的长度。优选地，所述开关变换器工作在电流断续模式。优选地，所述续流开关管包括并联连接的第一开关管和第二开关管，所述控制电路控制所述第一开关管和所述第二开关管导通所述第一时间段，控制所述第二开关管导通所述第二时间段。优选地，所述控制电路包括：检测电路，接收表征所述续流开关管漏源电压的采样信号以产生表征所述续流开关管两端的谐振谷底的检测信号；以及使能电路，根据表征所述主功率管的开关周期长度的跟踪信号产生具有预定有效电平的使能信号。优选地，所述控制电路还包括续流控制电路，用于产生续流控制信号，当所述使能信号有效时，所述续流控制电路在所述检测信号有效时控制所述续流开关管开始导通所述第二时间段。优选地，所述控制电路还包括续流控制电路，用于产生第一和第二续流控制信号，其中所述续流开关管包括第一开关管和第二开关管；当所述主功率管关断时，所述第一续流控制信号和所述第二续流控制信号分别控制所述第一开关管和第二开关管导通所述第一时间段；当所述使能信号有效时，所述第二续流控制信号在所述检测信号有效时控制所述第二开关管开始导通所述第二时间段。优选地，所述续流控制电路包括：导通时间计算单元，被配置为根据所述开关变换器的输入电压和输出电压信息产生第一控制信号；以及逻辑电路，被配置为在所述使能信号和检测信号均有效时根据所述第一控制信号调节所述第二时间段的长度。根据本专利技术的第二方面，提供一种开关变换器，包括：如第一方面所述的控制电路，以及功率级电路，包括磁性元件，主功率管和续流开关管；其中所述控制电路用于产生续流控制信号控制所述续流开关管的开关状态。优选地，所述磁性元件为变压器，包括原边绕组和至少一个副边绕组。优选地，所述续流开关管包括并联连接的第一开关管和第二开关管，其中所述第一开关管和所述第二开关管的第一端分别耦接至副边绕组的一端，其第二端分别耦接至所述开关变换器的副边参考地。优选地，所述续流开关管包括并联连接的第一开关管和第二开关管，其中所述第一开关管和所述第二开关管的第一端分别耦接至所述副边绕组的一端，其第二端分别耦接至所述开关变换器的输出端。优选地，所述开关变换器包括:N个输出支路，每个所述输出支路对应包括一个所述续流开关管；其中N大于等于1；所述控制电路控制所述N个输出支路中的续流开关管分别导通所述第一时间段，在所述第一时间段结束后控制第N个输出支路中的续流开关管导通所述第二时间段。本专利技术实施例的技术方案通过在主功率管关断后控制续流开关管导通第一时间段，并在第一时间段结束后在预设时间内控制续流开关管导通第二时间段，使得主功率管在导通之前通过一放电电流将自身的寄生电容放电，以实现零电压开通，有效降低开通损耗，同时续流开关管在其漏源电压的谐振谷底开始导通第二时间段，也降低了续流开关管的开通损耗，从而提高了系统效率。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术第一实施例的开关变换器的电路图；图2是本专利技术第二实施例的开关变换器的电路图；图3是本专利技术第三实施例的开关变换器的电路图；图4是本专利技术第四实施例的开关变换器的电路图；图5是本专利技术实施例的控制电路的结构示意图；图6是本专利技术实施例的控制电路的示意性电路图；图7是本专利技术实施例的开关变换器的第一种工作波形图；图8是本专利技术实施例的开关变换器的第二种工作波形图。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，意味着两者不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括主功率管和续流开关管，其特征在于，/n所述控制电路在所述主功率管关断后控制所述续流开关管导通第一时间段，并且在所述第一时间段结束后控制所述续流开关管导通第二时间段，以降低所述主功率管的开通损耗，其中所述第一时间段和第二时间段在一个开关周期内互不重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于开关变换器的控制电路，所述开关变换器包括主功率管和续流开关管，其特征在于，
所述控制电路在所述主功率管关断后控制所述续流开关管导通第一时间段，并且在所述第一时间段结束后控制所述续流开关管导通第二时间段，以降低所述主功率管的开通损耗，其中所述第一时间段和第二时间段在一个开关周期内互不重叠。


2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路根据所述开关变换器的输入和输出电压信息调节所述第二时间段的长度。


3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第二时间段的长度与所述开关变换器的输入电压具有相同的变化趋势，与所述开关变换器的输出电压具有相反的变化趋势。


4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第二时间段的长度受控处于预设范围内以使得所述主功率管的漏源电压在所述第二时间段结束之后且在所述第一时间段开始之前下降至零。


5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路在预设时间内根据所述续流开关管的漏源电压控制所述续流开关管开始导通所述第二时间段。


6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路在所述预设时间内检测到所述续流开关管两端的谐振谷底时，控制所述续流开关管导通所述第二时间段。


7.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述预设时间被配置为在流过所述续流开关管的电流下降到零之后以及所述主功率管的开关周期结束之前具有预定时间段。


8.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，当所述控制电路采用导通时间控制模式时，所述控制电路在所述预设时间内根据所述开关变换器的输入电压和输出电压调节所述第二时间段的长度。


9.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，当所述控制电路采用峰值电流控制模式时，所述控制电路在所述预设时间内根据所述开关变换器输入电压和输出电压调节电流峰值参考值以调节所述第二时间段的长度。


10.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关变换器工作在电流断续模式。


11.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述续流开关管包括并联连接的第一开关管和第二开关管，所述控制电路控制所述第一开关管和所述第二开关管导通所述第一时间段，控制所述第二开关管导通所述第二时间段。


12.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：
检测电路，接收表征所述续流开关管漏源电压的采样信号以产生表征所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建，金津，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33