自动平衡谐振能量方法及所用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动平衡谐振能量装置：包括功能模块M、输出隔离变压器、MOS管Q1、MOS管Q2、原边MOS管Q、至少一套的谐振复位电路；功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。本发明专利技术还同时提供了一种自动平衡谐振能量方法。本发明专利技术不需要增加一个闭环调节环路来抑制激磁电感电流次开关频率震荡；本发明专利技术经过两个开关周期能迅速地消除激磁电感电流次开关频率震荡，而使用闭环调节环路来抑制激磁电感电流次开关频率震荡需要相当多开关周期才能使得激磁电感电流次开关频率震荡逐渐消除。

【技术实现步骤摘要】
自动平衡谐振能量方法及所用装置
本专利技术涉及自动平衡谐振能量的装置及相应的方法。
技术介绍
目前现有的采用谐振复位的正激式变换器，如图1所示，利用隔离变压器的激磁电感Lm中电流对应的能量与谐振电容Cr的电压对应的能量进行谐振而进行能量交换，从而完成将隔离变压器的激磁电感Lm中电流反向，而完成隔离变压器的复位工作并可能为隔离变压器原边MOS管Q1提供ZVS导通条件。隔离变压器的激磁电感Lm电流对应的能量是与隔离变压器原边MOS管Q1导通期间对应的伏秒乘积直接对应的，显然对应的伏秒乘积越大，对应的激磁电感Lm中电流越大。但利用隔离变压器的激磁电感Lm电流对应的能量与谐振电容Cr的电压对应的能量进行谐振的结果是使隔离变压器的激磁电感Lm中电流反向，也就是说，隔离变压器的激磁电感Lm电流由原边MOS管Q1关断时刻的瞬时值Im经与谐振电容进行谐振后，隔离变压器的激磁电感电流变为-Im值。显然在隔离变压器原边MOS管导通期间对应的伏秒乘积快速变化时，各个开关周期对应的隔离变压器的激磁电感电流大小也发生快速变化。上述使用谐振复位方法会发生隔离变压器的激磁电感电流产生次开关频率震荡，具体如下：如图1所示，在当前开关周期中，对应固定的隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，激磁电感电流自零开始线性增加，在隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻，激磁电感电流iLM(t)增加到Im值；隔离变压器原边MOS管Q1截至后，激磁电感电流iLM(t)与谐振电容Cr进行谐振复位而使激磁电感电流由Im变成-Im。(具体这谐振复位过程如图1所示电路叙述如下：这激磁电感Lm电流iLM(t)经绕组Nt和MOS管Q2的体二极管与谐振电容Cr构成的谐振复位电路进行谐振；隔离变压器的激磁电感电流iLM(t)由Im衰减为零，谐振电容电压Cr自零增加到峰值，由于MOS管Q2的体二极管导通，MOS管Q2可以以ZVS条件下导通；由于MOS管Q2已ZVS条件导通，谐振电容Cr继续与隔离变压器的激磁电感Lm谐振，直到谐振电容Cr电压自峰值衰减为零，谐振电容Cr并联二极管Dr导通，而隔离变压器的激磁电感Lm电流iLM(t)由零变为-Im值)；在下一开关周期的对应固定的隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，激磁电感Lm电流iLM(t)自-Im开始线性增加，在隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻，激磁电感Lm电流iLM(t)自-Im增加到0(设为极端情况)；隔离变压器原边MOS管Q1截至后，这激磁电感Lm经对应的谐振复位电路与谐振电容谐振后，这隔离变压器的激磁电感Lm电流iLM(t)还是变为0值。这样激磁电感Lm电流iLM(t)在相邻的开关周期的隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻的电流值分别是0和Im交替出现如图2所示，这重复频率是开关频率的二分之一，这称之为激磁电感电流次开关频率震荡。显然在隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，原边MOS管Q1流过的电流是隔离变压器的激磁电感Lm电流iLM(t)和正激式变换器输出电流的反射电流之和，激磁电感Lm电流iLM(t)次开关频率震荡自然将影响正激式变换器输出电流的大小。因此，需要克服和抑制激磁电感电流次开关频率震荡，以保证正激式变换器输出电流的精确控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供了一种自动平衡谐振能量的装置及相应的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种自动平衡谐振能量装置：包括功能模块M、输出隔离变压器、MOS管Q1、MOS管Q2、原边MOS管Q、至少一套的谐振复位电路；功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。作为本专利技术的自动平衡谐振能量装置的改进：功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压FB1和FB2(即Ru1和Rd1，Ru2和Rd2分压网络输出)，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。即，MOS管Q1控制的谐振复位电路在当前开关周期进行复位，MOS管Q2控制的谐振复位电路在下一个开关周期进行复位；这样交替的进行复位。作为本专利技术的自动平衡谐振能量装置的进一步改进：所述输出隔离变压器包括原边绕组Np、付边绕组Ns、复位绕组Nt1、复位绕组Nt2；振复位电路为两套；一套谐振复位电路为：电阻Ru1和电阻Rd1先串联，然后与谐振电容Cr1、二极管Dr1并联后，电阻Rd1接地；电阻Ru1与复位绕组Nt1的非同名端相连；另一套谐振复位电路为：电阻Ru2和电阻Rd2先串联，然后与谐振电容Cr2、二极管Dr2并联后，电阻Rd2接地；电阻Ru2与复位绕组Nt2的非同名端相连；功能模块M的引脚DR1与MOS管Q1的栅极相连；MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与复位绕组Nt1的同名端相连；MOS管Q1控制谐振电容Cr1，二极管Dr1，复位绕组Nt1以及电阻Ru1和电阻Rd1的分压网络构成的谐振复位电路；功能模块M的引脚DR2与MOS管Q2的栅极相连；MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极与复位绕组Nt2的同名端相连；MOS管Q2控制谐振电容Cr2，二极管Dr2，复位绕组Nt2以及电阻Ru2和Rd2的分压网络构成的谐振复位电路；功能模块M的引脚FB1与电阻RU1和电阻RD1的连接点相连，反馈谐振电容上电压波形的峰值以及谷值，功能模块根据谐振电容上电压波形控制MOS管Q1导通截至；功能模块M的引脚FB2与电阻RU2和电阻RD2的连接点相连，反馈谐振电容上电压波形的峰值以及谷值，功能模块根据谐振电容上电压波形控制MOS管Q2导通截至；功能模块M的引脚DR与原边MOS管Q的栅极相连；原边MOS管Q的漏极与原边绕组Np的非同名端相连；原边MOS管Q的的源极分别与功能模块M的引脚Ss、电阻RS相连，电阻RS接地；VIN为原边输入电压，VIN的一端与原边绕组Np的同名端相连，VIN的另一端接地；付边绕组Ns与付边输出电路部分的输入端口相连。作为本专利技术的自动平衡谐振能量装置的进一步改进：功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压FB(即检测绕组Nt的电压波形)或者以及MOS管Q1和Q2的体二极管电流信息，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至；MOS管Q1控制谐振电容Cr1的谐振复位网络；MOS管Q2控制谐振电容Cr2的谐振复位网络。作为本专利技术的自动平衡谐振能量装置的进一步改进：所述输出隔离变压器包括原边绕组Np、付边绕组Ns、复位绕组Nt；谐振复位电路为一套；所述谐振复位电路为：谐振电容Cr1、二极管Dr1先并联，然后与MOS管Q1的漏极相连；谐振电容Cr2、二极管Dr2先并联，然后与MOS管Q2的漏极相连；MOS管Q1的栅极与功能模块M的引脚DR1相连，MOS管Q1的源极接功能模块M的引脚Cs；MOS管Q2的栅极与功能模块M的引脚DR2相连，MOS管Q2的源极接功能模块M的引脚Cs；在功能模块M中，Cs引脚与功能模块M的地之间有电阻连接；复位绕组Nt的同名端与以下端点分别相连：功能模块M的引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自动平衡谐振能量装置，其特征是：/n包括功能模块M、输出隔离变压器、MOS管Q1、MOS管Q2、原边MOS管Q、至少一套的谐振复位电路；/n功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。/n

【技术特征摘要】
1.自动平衡谐振能量装置，其特征是：
包括功能模块M、输出隔离变压器、MOS管Q1、MOS管Q2、原边MOS管Q、至少一套的谐振复位电路；
功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。


2.根据权利要求1所述的自动平衡谐振能量装置，其特征是：
功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压FB1和FB2，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。


3.根据权利要求2所述的自动平衡谐振能量装置，其特征是：
所述输出隔离变压器包括原边绕组Np、付边绕组Ns、复位绕组Nt1、复位绕组Nt2；
振复位电路为两套；
一套谐振复位电路为：电阻Ru1和电阻Rd1先串联，然后与谐振电容Cr1、二极管Dr1并联后，电阻Rd1接地；电阻Ru1与复位绕组Nt1的非同名端相连；
另一套谐振复位电路为：电阻Ru2和电阻Rd2先串联，然后与谐振电容Cr2、二极管Dr2并联后，电阻Rd2接地；电阻Ru2与复位绕组Nt2的非同名端相连；
功能模块M的引脚DR1与MOS管Q1的栅极相连；MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与复位绕组Nt1的同名端相连；MOS管Q1控制谐振电容Cr1，二极管Dr1，复位绕组Nt1以及电阻Ru1和电阻Rd1的分压网络构成的谐振复位电路；
功能模块M的引脚DR2与MOS管Q2的栅极相连；MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极与复位绕组Nt2的同名端相连；MOS管Q2控制谐振电容Cr2，二极管Dr2，复位绕组Nt2以及电阻Ru2和Rd2的分压网络构成的谐振复位电路；
功能模块M的引脚FB1与电阻RU1和电阻RD1的连接点相连，反馈谐振电容上电压波形的峰值以及谷值，功能模块根据谐振电容上电压波形控制MOS管Q1导通截至；
功能模块M的引脚FB2与电阻RU2和电阻RD2的连接点相连，反馈谐振电容上电压波形的峰值以及谷值，功能模块根据谐振电容上电压波形控制MOS管Q2导通截至；
功能模块M的引脚DR与原边MOS管Q的栅极相连；原边MOS管Q的漏极与原边绕组Np的非同名端相连；原边MOS管Q的的源极分别与功能模块M的引脚Ss、电阻RS相连，电阻RS接地；
VIN为原边输入电压，VIN的一端与原边绕组Np的同名端相连，VIN的另一端接地；
付边绕组Ns与付边输出电路部分的输入端口相连。


4.根据权利要求1所述的自动平衡谐振能量装置，其特征是：
功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压FB或者以及MOS管Q1和Q2的体二极管电流信息，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至；MOS管Q1控制谐振电容Cr1的谐振复位网络；MOS管Q2控制谐振电容Cr2的谐振复位网络。


5.根据权利要求4所述的自动平衡谐振能量装置，其特征是：
所述输出隔离变压器包括原边绕组Np、付边绕组Ns、复位绕组Nt；
谐振复位电路为一套；
所述谐振复位电路为：谐振电容Cr1、二极管Dr1先并联，然后与MOS管Q1的漏极相连；谐振电容Cr2、二极管Dr2先并联，然后与MOS管Q2的漏极相连；
MOS管Q1的栅极与功能模块M的引脚DR1相连，MOS管Q1的源极接功能模块M的引脚Cs；MOS管Q2的栅极与功能模块M的引脚DR2相连，MOS管Q2的源极接功能模块M的引脚Cs；在功能模块M中，Cs引脚与功能模块M的地之间有电阻连接；
复位绕组Nt的同名端与以下端点分别相连：功能模块M的引脚FB、谐振电容Cr1、二极管Dr1、谐振电容Cr2、二极管Dr2；复位绕组Nt的非同名端接地；
功能模块M的引脚DR与原边MOS管Q的栅极相连；原边MOS管Q的漏极与原边绕组Np的非同名端相连；原边MOS管Q的源极分别与功能模块M的引脚Ss、电阻Rs相连，电阻Rs接地；
VIN为原边输入电压，VIN的一端与原边绕组Np的同名端相连，VIN的另一端接地；
付边绕组Ns与付边输出电路部分输入端口相连。


6.根据权利要求1～3任一所述的自动平衡谐振能量装置，其特征是：
谐振复位电路是在隔离变压器的付边完成，隔离变压器原边需要增加一功能块M1以接受来自隔离变压器付边经耦合脉冲变压器或两耦合电容所传输的隔离驱动脉冲来控制原边MOS管Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建中，翁大丰，
申请(专利权)人：杭州欧佩捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33