原边反馈有源钳位反激变换器的自适应软开关控制系统技术方案

本发明专利技术公开了原边反馈有源钳位反激变换器的自适应软开关控制系统，涉及隔离型变换器技术领域，系统包括主拓扑电路和闭环控制环路；主拓扑电路在变压器副边增加辅助绕组，辅助绕组两端通过两个分压电阻进行电压采样，将绕组电压的反馈电压输入至闭环控制环路；在主开关管与地端之间增加电流采样电阻，并将采样电阻电压输入至闭环控制环路；闭环控制环路包括原边电流检测模块、辅助绕组检测模块、死区时间计算模块和PWM驱动模块；死区时间计算模块根据输入端接收的各个时间信号和电流信号计算主开关管和辅助开关管控制信号的死区时间；该系统与受控的开关电源连接构成一个闭环，实现两个开关管的ZVS，减小开关损耗，从而提高整个系统的效率。提高整个系统的效率。提高整个系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
原边反馈有源钳位反激变换器的自适应软开关控制系统


[0001]本专利技术涉及隔离型变换器
，尤其是原边反馈有源钳位反激变换器的自适应软开关控制系统。

技术介绍

[0002]随着技术发展，开关电源广泛应用于中小功率场合，隔离型开关电源能实现输入与输出的电气隔离，具有安全隔离及可靠性高的特点，并且随着智能设备的不断发展与升级，以及快速充电、通用串行总线功率传输(Universal Serial Bus Power Delivery,USB PD)等技术的不断推广与应用，期望隔离型原边反馈反激变换器在提升功率的同时，也需要保持其自身的便携性，这就要求提升变换器的开关频率以满足变换器功率提升与小型化的设计需求。为了提高隔离型原边反激变换器的电源转换效率与便携性，隔离型原边反馈变换器通过改进钳位电路的设计方法，采用辅助开关管代替传统的RCD钳位方式，可以有效的回收变压器漏感能量，同时实现主开关管的零电压开通。
[0003]实现主开关管的零电压导通可以极大地减小变换器的开关损耗，提升变换器的开关频率，从而实现变换器功率提升与小型化的目标，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.原边反馈有源钳位反激变换器的自适应软开关控制系统，其特征在于，包括主拓扑电路和闭环控制环路；所述主拓扑电路采用有源钳位反激变换器结构，在变压器副边增加一个辅助绕组，所述辅助绕组的两端通过两个分压电阻进行电压采样，将绕组电压的反馈电压输入至所述闭环控制环路；在主开关管与地端之间增加电流采样电阻，并将采样电阻电压输入至所述闭环控制环路；所述闭环控制环路包括原边电流检测模块、辅助绕组检测模块、死区时间计算模块和PWM驱动模块；所述原边电流检测模块的输入端接入所述采样电阻电压，输出端输出电流信号并连接所述死区时间计算模块的输入端；所述辅助绕组检测模块的输入端接入所述反馈电压，并连接所述PWM驱动模块，所述辅助绕组检测模块的输出端输出各个时间信号并连接所述死区时间计算模块的输入端；所述死区时间计算模块根据输入端接收的各个时间信号和电流信号计算所述主拓扑电路的主开关管和辅助开关管控制信号的死区时间，并输出给所述PWM驱动模块的输入端；所述PWM驱动模块的输出端分别连接所述主开关管和辅助开关管，并输出相应的控制信号控制两个开关管的通断。2.根据权利要求1所述的自适应软开关控制系统，其特征在于，所述采样电阻电压是系统在不同工作模式下、主开关管导通阶段由电流采样电阻采样的原边电流，记为励磁电感电流的大小，所述工作模式包括CCM和DCM；在所述原边电流检测模块中，获取所述励磁电感电流的工作波形、通过相关推算法得到所述励磁电感电流的最大值和最小值，并输出给所述死区时间计算模块。3.根据权利要求1所述的自适应软开关控制系统，其特征在于，所述辅助绕组检测模块包括比较器和时间计算模块，所述比较器的同相输入端接入所述反馈电压、反相输入端接入零电压，若所述反馈电压大于所述零电压，则所述比较器输出高电平信号至所述时间计算模块，否则所述比较器输出低电平信号至所述时间计算模块；所述时间计算模块输入所述主开关管的控制信号、记为第一控制信号，输入所述辅助开关管的控制信号、记为第二控制信号，所述时间计算模块根据电平信号和控制信号的工作波形计算第一时间变量、第二时间变量、变压器去磁时间、以及一个开关周期内所述主开关管的导通时间和辅助开关管的导通时间，并输出给所述死区时间计算模块；所述时间计算模块的计算方法包括：在一个开关周期内，将所述第一控制信号与比较器输出的电平信号的工作波形进行比较，将所述第一控制信号的工作波形第一次出现下降沿的时刻至所述电平信号的工作波形第一次出现上升沿的时刻，两个时刻的时间长度记为所述第一时间变量；在一个开关周期内，将所述第二控制信号与比较器输出的电平信号的工作波形进行比较，将所述第二控制信号的工作波形第二次出现下降沿的时刻至所述电平信号的工作波形第二次出现下降沿的时刻，两个时刻的时间长度记为所述第二时间变量；定义状态变量，所述状态变量在所述主开关管的非导通时间内变化，且随所述比较器输出的电平信号的工作波形的变化而改变，当系统的工作模式为CCM时，一个开关周期内所述状态变量随所述电平信号的工作波形由0变为1，当系统的工作模式为DCM时，一个开关周期内所述状态变量包括0、1、2、3，并随所述电平信号的工作波形依次变化，分别计算所述状态变量为1的时间长度，记为Tr1_temp，计算所述状态变量为2的时间长度，记为tvalley，若系统处于所述CCM时，则所述变压器去磁时间等于所述Tr1_temp，若系统处于所述DCM时，则所述
变压器去磁时间等于Tr1_temp
‑
(tvalley/2)；定义所述第一控制信号的工作波形第一次出现上升沿时，直至第二次出现上升沿的时间长度为一个开关周期，在所述开关周期内，定义所述第一控制信号的工作波形为高电平的时间长度为所述主开关管的导通时间，定义所述第二控制信号的工作波形为高电平的时间长度为所述辅助开关管的导通时间。4.根据权利要求1所述的自适应软开关控制系统，其特征在于，所述死区时间计算模块根据输入端接收的各个时间信号和电流信号计算所述主拓扑电路的主开关管和辅助开关管控制信号的死区时间，包括：所述时间信号包括第一时间变量t
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【专利技术属性】
技术研发人员：王冲，桂桑，顾文华，李现勤，孙大鹰，
申请(专利权)人：无锡市德科立光电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：