一种反激变换器的原边电流模拟电路及其使用装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种反激变换器的原边电流模拟电路，无需采用原边采样电阻采样原边电流，通过对变压器绕组电压进行积分和开关处理，即可在变压器原边侧模拟出原边电流波形，进而可以利用该波形实现输出恒流或实现电流模式控制。本发明专利技术省去了原边采样电阻，降低变换器复杂性及损耗，适用于临界断续或断续的反激变换器或者非隔离的buck

【技术实现步骤摘要】
一种反激变换器的原边电流模拟电路及其使用装置


[0001]本专利技术涉及电力电子
中的开关电源技术，特别涉及一种适用于反激变换器的原边电流模拟电路。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术应用的快速发展，人们对开关变换器的小体积、高效率和高可靠性要求越来越高。与此同时，出于对安全性的考虑，其输入和输出之间端通常需要电气隔离以避免由于故障而导致触电的隐患。反激变换器拓扑是在Buck
‑
Boost拓扑的基础上加入隔离变压器，不仅实现了输入输出的电气隔离，而且通过增加次级绕组和电路可轻易的实现多路输出。除此之外，由于其拓扑结构简单，元器件少，易控制等特点，在中小功率开关电源中被广泛运用。
[0003]对于LED驱动电源或者是蓄电池恒流充电等应用，需要对负载实现精确的恒流控制。根据输出电流采样方式的不同，恒流型反激式变换器的控制架构可分为原边反馈控制和副边反馈控制。其中副边反馈控制一般直接采样输出电流，然后通过光耦或其他隔离器件用以实现控制电路与输出的隔离，此种方式由于是对输出电信号直接采样，可以实现较高的输出电信号精度以及快速的动态性能。但是由于引入了光耦或其它隔离器件，必然会增加控制电路的成本和复杂性，系统成本升高的同时其可靠性也大大降低。采用原边反馈控制方式，通常通过采样电阻采样隔离变换器的原边电流信号来推算出输出电流信息，从而实现输出电流的精确稳定。原边反馈控制方式可以在保证输出电流精度的同时，去掉光耦等隔离器件，简化了系统外围控制电路的复杂性，降低了系统体积和成本。
[0004]基于原边侧串联采样电阻来实现的原边恒流反激变换器的原理框图如图1所示，其中模块101为原边恒流控制芯片。此种原边绕组电流变化信息的获取方式虽然实现简单，但采样电阻上带来的损耗会降低系统整机的效率，而且采样电阻的精度会影响到输出恒流的精度。
[0005]因此，如何不通过在原边侧串联采样电阻的方式去获取到反激变压器原边电流的变化信息，消除原边侧串联采样电阻带来的损耗，从而进一步提高原边反馈恒流反激变换器的效率，是一项非常具有实际意义和挑战性的工作。
[0006]此外，如现有技术的恒导通时间控制，通过构造虚拟的三角波用于与误差放大器输出的误差放大信号来产生原边开关管驱动信号的关断信号。其本质是一种电压模式控制，因此具备电压模式的缺点，如动态响应差。因此，如果无需采样电阻能够模拟出原边电流信号用于构成电流模式控制，可以消除恒导通时间控制固有的缺陷，并且降低采样电阻带来的损耗。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出一种反激变换器的原边电流模拟电路，无需原边采样电阻采样原边电流，即可在变压器原边侧模拟出原边电流，进而实现反激变换器原边恒流控制或者用于实
现反激变换器的电流模式控制。
[0008]具体而言，一种反激变换器的原边电流模拟电路包括：积分电路和开关S1；
[0009]所述积分电路与反激变换器变压器的一个绕组W
t
相连，接收绕组W
t
两端的电压信息，并对接收绕组W
t
两端的电压进行积分；
[0010]所述开关S1与积分电路中的积分电容并联，开关S1的控制端接收与反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
反相的控制信号V
GS1
，在控制信号V
GS1
为高电平区间将积分电容两端电压放电并保持为零电平；
[0011]所述反激变换器的原边电流模拟电路输出三角波v
cs
，所述三角波v
cs
在反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
为高电平区间内由零电平线性上升，在反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
为低电平区间保持为零电平。
[0012]作为优选，所述开关积分电路为电阻R
a
、电阻R1、积分电容C
a
和电压型运放U
a
构成的有源积分电路；
[0013]电阻R
a
的一端连接变压器绕组W
t
的异名端，电阻R
a
的另一端接积分电容C
a
的一端、电阻R1的一端、电压型运放U
a
的负输入端；
[0014]电压型运放U
a
的正输入端和变压器绕组W
t
的同名端接控制地；
[0015]电阻R1的另一端与积分电容C
a
的另一端和接电压型运放U
a
的输出端电连接；所述开关S1与所述积分电路中的积分电容C
a
并联。
[0016]作为优选，所述开关积分电路为电阻R
a
、电阻R1、积分电容C
a
和电流型运放U
b
构成的有源积分电路；
[0017]电阻R
a
的一端连接变压器绕组W
t
的异名端，电阻R
a
的另一端接电流型运放U
b
的负输入端，电流型运放U
b
的正输入端和变压器绕组W
t
的同名端接控制地，电流型运放U
b
的输出端接电阻R1的一端和积分电容C
a
的一端，电阻R1的另一端和积分电容C
a
的另一端接控制地；
[0018]所述开关S1与所述积分电路中的积分电容C
a
并联。
[0019]作为优选，所述开关积分电路为电阻R
t
和积分电容C
t
构成的无源积分电路；
[0020]电阻R
t
的一端连接变压器绕组W
t
的同名端，电阻Rt的另一端接积分电容C
t
的一端，积分电容C
t
的另一端接变压器绕组W
t
的异名端和控制地；
[0021]所述开关S1与所述积分电路中的积分电容C
t
并联。
[0022]一种反激变换器原边恒流装置，包括：反激变换器的原边电流模拟电路、反激变换器、反激变换器的原边恒流控制电路和反相器U
N
；
[0023]所述的反激变换器的原边电流模拟电路接收变压器绕组W
t
的输入电压和信号V
GS1
；反激变换器的原边电流模拟电路输出三角波v
cs
；
[0024]反激变换器的原边恒流控制电路输出的原边开关管Q1的门极驱动信号V
GS
经反相器U
N
反相后输出的信号V
GS1
；
[0025]所述反激变换器的原边恒流控制电路，产生原边开关管Q1的门极驱动信号V
GS
，实现反激变换器输出恒流。
[0026]一种电流模式控制电路，包括：反激变换器的原边电流模拟电路、比较器U
c1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激变换器的原边电流模拟电路，其特征在于，包括：积分电路和开关S1；所述积分电路与反激变换器变压器的一个绕组W
t
相连，接收绕组W
t
两端的电压信息，并对接收绕组W
t
两端的电压进行积分；所述开关S1与积分电路中的积分电容并联，开关S1的控制端接收与反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
反相的控制信号V
GS1
，在控制信号V
GS1
为高电平区间将积分电容两端电压放电并保持为零电平；所述反激变换器的原边电流模拟电路输出三角波v
cs
，所述三角波v
cs
在反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
为高电平区间内由零电平线性上升，在反激变换器原边开关管驱动信号V
GS
为低电平区间保持为零电平。2.根据权利要求1所述的一种反激变换器的原边电流模拟电路，其特征在于，所述开关积分电路为电阻R
a
、电阻R1、积分电容C
a
和电压型运放U
a
构成的有源积分电路；电阻R
a
的一端连接变压器绕组W
t
的异名端，电阻R
a
的另一端接积分电容C
a
的一端、电阻R1的一端、电压型运放U
a
的负输入端；电压型运放U
a
的正输入端和变压器绕组W
t
的同名端接控制地；电阻R1的另一端与积分电容C
a
的另一端和接电压型运放U
a
的输出端电连接；所述开关S1与所述积分电路中的积分电容C
a
并联。3.根据权利要求1所述的一种反激变换器的原边电流模拟电路，其特征在于，所述开关积分电路为电阻R
a
、电阻R1、积分电容C
a
和电流型运放U
b
构成的有源积分电路；电阻R
a
的一端连接变压器绕组W
t
的异名端，电阻R
a
的另一端接电流型运放U
b
的负输入端，电流型运放U
b
的正输入端和变压器绕组W
t
的同名端接控制地，电流型运放U
b
的输出端接电阻R1的一端和积分电容C
a
的一端，电阻R1的另一端和积分电容C
a
的另一端接控制地；所述开关S1与所述积分电路中的积分电容C
a
并联。4.根据权利要求1所述的一种反激变换器的原边电流模拟电路，其特征在于，所述开关积分电路为电阻R
t
和积分电容C
t

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，张佳豪，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：