一种开关电源的控制方法和开关电源技术

本发明专利技术实施例公开了一种开关电源的控制方法和开关电源。控制方法包括：开关电源启动后，控制模块获取第一开关管与滤波电感之间的连接点的电压波形；当连接点的电压波形未实现零电压切换时，控制模块调节第二开关管的截止电流，直至连接点的电压波形恰好归高；当连接点的电压波形恰好归高时，控制模块控制第一开关管导通，以实现第一开关管的零电压开启。本发明专利技术实施例在不增加开关电源硬件成本的前提下，降低了开关电源的开关损耗，有效改善了开关电源的EMI特性。关电源的EMI特性。关电源的EMI特性。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的控制方法和开关电源


[0001]本专利技术实施例涉及电源
，尤其涉及一种开关电源的控制方法和开关电源。

技术介绍

[0002]在电源领域中，非隔离开关电源兼具电路简单、成本低廉和空间要求低等诸多优势，基于降压、升压以及升降压等基本架构的非隔离开关电源在手机、平板电脑和家用电器等电器设备的供电过程中应用广泛。
[0003]目前，现有基本架构的非隔离开关电源开关损耗过大，效率较低，电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)程度偏高，因而严重限制了电源开关频率的提高，阻碍了开关电源的小型化。基于此，能够实现零电压开关(Zero Voltage Switch，ZVS)的非隔离开关电源设计应运而生。然而，与基本架构的非隔离开关电源相比，可实现ZVS的非隔离开关电源需要额外增加数个关键控制环节以及相应的硬件电路结构，基于ZVS设计思路的开关电源的电路结构趋于复杂，不仅提高了开关电源的硬件成本，还增加了电源的控制难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种开关电源的控制方法和开关电源，以在不增加开关电源硬件成本的前提下，降低开关电源的开关损耗，改善开关电源的EMI特性。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种开关电源的控制方法，所述开关电源包括第一开关管、第二开关管、滤波电感以及控制模块；其中，所述第一开关管连接于电压输入端和所述滤波电感之间，所述第二开关管连接于所述第一开关管和接地端之间，所述滤波电感连接于所述第一开关管和所述开关电源的电压输出端之间，所述控制模块用于控制所述第一开关管和所述第二开关管导通或者关断；
[0006]所述控制方法包括：
[0007]所述开关电源启动后，所述控制模块获取所述第一开关管与所述滤波电感之间的连接点的电压波形；
[0008]当所述连接点的电压波形未实现零电压切换时，所述控制模块调节所述第二开关管的截止电流，直至所述连接点的电压波形恰好归高；
[0009]当所述连接点的电压波形恰好归高时，所述控制模块控制所述第一开关管导通，以实现所述第一开关管的零电压开启。
[0010]可选地，所述开关电源还包括分压电路，所述分压电路连接于所述滤波电感和所述控制模块的输出电压检测端之间；
[0011]所述方法还包括：
[0012]当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流大于第一预设值时，根据所述开关电源的输出电压，所述控制模块调节所述第一开关管的电流峰值，
进而实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制。
[0013]可选地，在实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制之后还包括：
[0014]当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流小于或等于所述第一预设值时，所述控制模块控制所述第一开关管的开关电流保持在所述第一预设值，并改变所述第一开关管的驱动信号的频率，进入轻载ZVS模式以调节所述开关电源的输出电压。
[0015]可选地，在进入轻载ZVS模式以调节开关电源的输出电压之后还包括：
[0016]当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第二开关管的过零关断和开启之间的时间间隔等于或小于第二预设值时，所述控制模块再次进入重载ZVS模式，调节所述第一开关管的峰值电流。
[0017]可选地，所述开关电源还包括吸收电路，所述吸收电路并联于所述第二开关管的两端；所述吸收电路包括相互串联的第一电阻和第一电容。
[0018]可选地，所述分压电路包括相互串联的第二电阻和第三电阻。
[0019]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种开关电源，包括第一开关管、第二开关管、滤波电感以及控制模块；
[0020]所述第一开关管用于根据所述控制模块产生的所述主驱动信号导通或者关断；
[0021]所述第二开关管用于根据所述控制模块产生的同步驱动信号导通或者关断；
[0022]所述滤波电感用于平滑所述开关电源的输出电流；
[0023]所述控制模块用于在所述开关电源启动后，获取所述第一开关管与所述滤波电感之间的连接点的电压波形；还用于当所述连接点的电压波形未实现零电压切换时，调节所述第二开关管的截止电流，直至所述连接点的电压波形恰好归高；还用于当所述连接点的电压波形恰好归高时，控制所述第一开关管导通，以实现所述第一开关管的零电压开启；还用于当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流大于第一预设值时，根据所述开关电源的输出电压，调节所述第一开关管的电流峰值，进而实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制；还用于在实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制之后，当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流小于或等于所述第一预设值时，控制所述第一开关管的开关电流保持在所述第一预设值，并改变所述第一开关管的驱动信号的频率，进入轻载ZVS模式以调节所述开关电源的输出电压；还用于在进入轻载ZVS模式以调节开关电源的输出电压之后，当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第二开关管的过零关断和开启之间的时间间隔等于或小于第二预设值时，再次进入重载ZVS模式，调节所述第一开关管的峰值电流。
[0024]可选地，还包括分压电路，所述分压电路用于生成分压信号，以使所述控制模块获取所述开关电源的输出电压。
[0025]可选地，还包括吸收电路，所述吸收电路包括相互串联的第一电阻和第一电容；所述吸收电路用于优化系统开关损耗，降低开关管的电压和/或电流尖峰，以及改善所述开关电源的电磁干扰特性。
[0026]可选地，所述分压电路包括相互串联的第二电阻和第三电阻。
[0027]本专利技术实施例提供一种开关电源的控制方法和开关电源，控制方法包括：开关电源启动后，控制模块获取第一开关管与滤波电感之间的连接点的电压波形；当连接点的电
压波形未实现零电压切换时，控制模块调节第二开关管的截止电流，直至连接点的电压波形恰好归高，以实现第一开关管的零电压开启。
[0028]与现有基本架构的非隔离开关电源相比，本专利技术实施例未增加额外的控制环节及电路结构，因而未增加开关电源的电路成本和控制复杂程度。此外，基本架构的非隔离同步开关电源的现有控制方法难以实现ZVS，开关损耗大，效率低，EMI程度高，而本专利技术实施例在第一开关管与滤波电感之间连接点的电压波形未实现零电压切换时，通过设置控制模块调节第二开关管的截止电流，并在连接点的电压波形恰好归高时，控制第一开关管导通，最终实现了开关电源的ZVS，不仅能够降低开关电源的开关损耗，还能改善开关电源的EMI特性。
[0029]与现有基于ZVS设计思路的非隔离开关电源相比，本专利技术实施例无需增加额外的控制环节及相应的硬件电路结构，因而电路结构简单，易于控制，成本低廉。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的一种开关电源的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的一种开关电源的控制方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制方法，其特征在于，所述开关电源包括第一开关管、第二开关管、滤波电感以及控制模块；其中，所述第一开关管连接于电压输入端和所述滤波电感之间，所述第二开关管连接于所述第一开关管和接地端之间，所述滤波电感连接于所述第一开关管和所述开关电源的电压输出端之间，所述控制模块用于控制所述第一开关管和所述第二开关管导通或者关断；所述控制方法包括：所述开关电源启动后，所述控制模块获取所述第一开关管与所述滤波电感之间的连接点的电压波形；当所述连接点的电压波形未实现零电压切换时，所述控制模块调节所述第二开关管的截止电流，直至所述连接点的电压波形恰好归高；当所述连接点的电压波形恰好归高时，所述控制模块控制所述第一开关管导通，以实现所述第一开关管的零电压开启。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开关电源还包括分压电路，所述分压电路连接于所述滤波电感和所述控制模块的输出电压检测端之间；所述方法还包括：当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流大于第一预设值时，根据所述开关电源的输出电压，所述控制模块调节所述第一开关管的电流峰值，进而实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在实现所述开关电源的输出电压的稳定环路控制之后还包括：当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第一开关管的开关电流小于或等于所述第一预设值时，所述控制模块控制所述第一开关管的开关电流保持在所述第一预设值，并改变所述第一开关管的驱动信号的频率，进入轻载ZVS模式以调节所述开关电源的输出电压。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在进入轻载ZVS模式以调节开关电源的输出电压之后还包括：当所述开关电源的输出端负载发生改变，且所述第二开关管的过零关断和开启之间的时间间隔等于或小于第二预设值时，所述控制模块再次进入重载ZVS模式，调节所述第一开关管的峰值电流。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述开关电源还包括吸收电路，所述吸收电路并联于所述第二开关管的两端；所述吸收电路包括相互串联的第一电阻和第一电容。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：力源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：