一种开关电源装置和模式控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种开关电源装置的模式控制方法，包含不对称半桥反激变换器开关检测单元、模式控制单元、输出电压隔离采样单元；模式控制单元根据负载电流信息进行模式判断，确定不对称半桥反激变换器最优工作模式，当负载电流高于一定值时，不对称半桥反激变换器工作于钳位不对称半桥反激模式，当负载电流低于该值时，不对称半桥反激变换器工作于主开关硬开通模式。本发明专利技术通过增加轻载条件下不对称半桥反激变换器主开关工作于硬开通这一模式，有效解决了轻载条件下不对称半桥反激变换器工作于零电压开通模式时单向钳位网络导通损耗大的问题，显著提升了变换器轻载效率，使得在全负载范围内系统效率更优。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源装置和模式控制方法
本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及不对称半桥反激变换器构成的开关电源装置和模式控制方法。
技术介绍
开关电源广泛应用于消费电子、通信、医疗、航空航天等领域，随着软开关技术的发展和各国环保节能标准的推动，开关电源产品的效率逐步提高，并且除注重电源在满载及较重负载时具有效率较高外，也关注电源在较轻负载时具有较高效率。全负载范围内具备较高的效率已经成为电源产品市场竞争力的重要指标之一。不对称半桥反激变换器的电路拓扑具有易于实现软开关的特点，因此是开关电源高效率应用的研究热点之一。图1所示为采用现有不对称半桥反激变换器构成的开关电源装置的电路框图，包含不对称半桥反激变换器110和控制器120，不对称半桥反激变换器110包含输入电容Cin、主开关Q1和辅开关Q2、谐振电容Cr、变压器112、整流开关D、输出滤波电容Co以及隔离反馈电路113，控制器120通过隔离反馈电路113接收输出电压信息并通过控制主开关Q1和辅开关Q2，将输出调整至期望水平。图2所示为图1所示现有不对称半桥反激开关电源装置模式切换示意图，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源装置，其特征在于，包括：不对称半桥反激变换器、开关检测单元以及模式控制单元；/n所述不对称半桥反激变换器具有主开关、辅开关、变压器以及单向钳位网络；/n所述开关检测单元与所述主开关连接，所述开关检测单元用于采集所述主开关在开通前一时刻的源极电压和漏极电压，以及用于将所述源极电压和所述漏极电压进行比较并输出一电平信号；/n所述模式控制单元分别与所述主开关、所述辅开关、所述单向钳位网络以及所述开关检测单元连接，用于控制所述主开关、所述辅开关和所述单向钳位网络，使得所述不对称半桥反激变换器工作于某种工作模式；/n当负载电流小于第一电流设定值且大于等于第二电流设定值时，所述模式控制单元...

【技术特征摘要】
1.一种开关电源装置，其特征在于，包括：不对称半桥反激变换器、开关检测单元以及模式控制单元；
所述不对称半桥反激变换器具有主开关、辅开关、变压器以及单向钳位网络；
所述开关检测单元与所述主开关连接，所述开关检测单元用于采集所述主开关在开通前一时刻的源极电压和漏极电压，以及用于将所述源极电压和所述漏极电压进行比较并输出一电平信号；
所述模式控制单元分别与所述主开关、所述辅开关、所述单向钳位网络以及所述开关检测单元连接，用于控制所述主开关、所述辅开关和所述单向钳位网络，使得所述不对称半桥反激变换器工作于某种工作模式；
当负载电流小于第一电流设定值且大于等于第二电流设定值时，所述模式控制单元控制不对称半桥反激变换器工作于钳位不对称半桥反激模式；
当所述负载电流小于第二电流设定值且大于第三电流设定值时，所述模式控制单元根据所述开关检测单元输出的所述电平信号控制所述辅开关的驱动脉冲的宽度，使得不对称半桥反激变换器工作于主开关硬开通模式，所述不对称半桥反激变换器工作于主开关硬开通模式时，所述主开关导通时所述主开关的漏源极电压不等于零。


2.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：所述开关检测单元具有采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3、采样电阻R4、采样开关K、采样电容C、比较器、D触发器以及受控电流源；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关K与所述采样电阻R1和所述采样电阻R2的连接点连接；所述比较器的同相输入端与所述采样电阻R3和所述采样电阻R4的连接点连接；所述采样电容C的一端与所述比较器的反相输入端连接，所述采样电容C的另一端与地连接；所述受控电流源与所述比较器的反相输入端连接；所述D触发器的输入端与所述比较器的输出端连接。


3.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：所述开关检测单元具有采样电阻R1、采样电阻R2、采样开关K、采样电容C、比较器、D触发器以及受控电流源；所述比较器的反相输入端通过所述采样开关K与所述采样电阻R1和所述采样电阻R2的连接点连接；所述比较器的同相输入端与所述采样电阻R1和所述采样电阻R2的连接点连接；所述采样电容C的一端与所述比较器的反相输入端连接，所述采样电容C的另一端与地连接；所述受控电流源与所述比较器的反相输入端连接；所述D触发器的输入端与所述比较器的输出端连接。


4.如权利要求2或3所述的开关电源装置，其特征在于：所述模式控制单元内设有模式判断单元，当所述负载电流小于第二电流时，所述模式判断单元输出电压控制信号，使得受控电流源输出相应的电流，所述采样电容C通过所述电流进行放电，使得所述比较器同相输入端电压大于反相输入端电压。


5.如权利要求4所述的开关电源装置，其特征在于：所述负载电流越低，所述模式判断单元输出的所述电压控制信号的电压越高，所述受控电流源输出相应的电流越大。


6.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：所述源极电压和所述漏极电压进行比较，当所述主开关的源极电压大于或等于漏极电压时，所述开关检测单元输出的电平信号为高电平，所述模式控制单元则以设定的步长逐渐减小所述辅开关栅极的驱动脉冲的宽度，使得不对称半桥反激变换器负向电流逐渐减小。


7.如权利要求6所述的开关电源装置，其特征在于：当所述主开关的源极电压小于漏极电压时，所述开关检测单元输出的电平信号为低电平，所述模式控制单元则以设定的步长逐渐增加所述辅开关栅极的驱动脉冲的宽度，使得不对称半桥反激变换器的负向电流逐渐增大。


8.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：当所述负载电流低于所述第三电流设定值时，所述模式控制单元控制不对称半桥反激变换器工作于突发模式。


9.一种开关电源装置，其特征在于，包括：不对称半桥反激变换器、开关检...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜波，王启羽，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44