一种新型零电压切换控制电路、方法及电压变换器技术

本发明专利技术公开了新型零电压切换控制电路及控制方法，通过控制器芯片控制第一开关单元切换输入绕组的通断，以及控制第二开关单元切换辅助绕组与一负电压准位的通断；其中，在接通输入绕组之前，预先将电压变换器的辅助绕组与负电压准位接通，基于输入绕组与辅助绕组之间的耦合作用，使得输入绕组产生负电流，将第一开关单元中寄生电容跨电压能量释放，进一步使输入绕组极性反转，并将第一开关单元跨电压下拉至切换电位。本发明专利技术不仅可以在连续模式CCM或者非连续模式QR/DCM下实现零电压切换，降低第一电子开关的切换损耗，而且可以将原本在连续模式CCM操作下交越的初级电流与次级电流相互错开，避免近似短路的跨导通现象的出现，降低二次侧同步整流控制难度。低二次侧同步整流控制难度。低二次侧同步整流控制难度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型零电压切换控制电路、方法及电压变换器


[0001]本专利技术属于电源
，尤其涉及一种新型零电压切换控制电路、方法及电压变换器。

技术介绍

[0002]近年来，手机及笔电等消费型电子产品的电源充电器走向小型化的市场需求正快速增加，然而，成为此一目标的最大障碍，即是电源变换器的工作频率无法大幅提高，其中最核心的原因，就是功率晶体随着提高工作频率而造成巨大的切换损失将导致转换效率大幅降低，而这些损失掉的功率(热能)由于充电器本身为密封状态，便无法藉由散热器有效散逸。
[0003]这种半导体功率晶体的切换损失主要来自于其输出寄生电容Coss(Coss＝Cds+Cgd)，该损失可由以下公式计算得知，当工作频率越高则切换损失随之成正比增加，如要降低切换损失，则以降低切换时的电压为最有效的方法。
[0004][0005]对此，市场上已有主动式钳位(Active Clamp)技术可以达到零电压切换(Zero Voltage Switching，ZVS)，然而该架构组件数量多、成本过高、体积大、占空间、工作原理复杂，以及该电源变换器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型零电压切换控制电路，其特征在于，应用于电压变换器中，其包括：控制器、第一开关单元、第二开关单元，所述控制器分别与所述第一开关单元、所述第二开关单元信号连接；所述控制器用于产生第一控制信号，以控制所述第一开关单元切换所述电压变换器的输入绕组的通断，以及产生第二控制信号，以控制所述第二开关单元切换所述电压变换器的辅助绕组与一负电压准位的通断，所述输入绕组与所述辅助绕组耦合；其中，在所述第一控制信号接通所述输入绕组之前，预先将所述电压变换器的辅助绕组与所述负电压准位接通，基于所述输入绕组与所述辅助绕组之间的耦合作用，使得所述输入绕组产生负电流，将所述第一开关单元中寄生电容的能量释放，进一步使所述输入绕组极性反转，直到所述第一开关单元的跨电压下拉至预设的切换电位时再接通所述输入绕组。2.根据权利要求1所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二电子开关、第二二极管、第二电容，所述辅助绕组为单绕组；所述第二电子开关的一端、及所述第二二极管的负极分别与所述辅助绕组的一端电连接，所述辅助绕组的另一端则接地，所述第二电子开关的另一端与所述第二二极管的正极、所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端则接地，其中，所述第二二极管与所述第二电容之间的连接点用于产生所述负电压准位。3.根据权利要求1所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二电子开关、第二二极管、第二电容，所述辅助绕组为双绕组，包括耦合绕组、负压绕组；所述第二电子开关的一端与所述耦合绕组的一端电连接，所述耦合绕组的另一端则接地，所述第二电子开关的另一端与所述第二二极管的正极、所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端则接地，所述第二二极管的负极与所述负压绕组的一端电连接，所述负压绕组的另一端则接地，其中，所述第二二极管与所述第二电容之间的连接点用于产生所述负电压准位。4.根据权利要求2或3所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括驱动电阻、驱动电容、限流电阻；所述第二电子开关的控制端分别与所述驱动电阻、所述驱动电容的一端电连接，所述驱动电阻的另一端与所述第二二极管的正极电连接，所述驱动电容的另一端经所述限流电阻与所述控制器电连接。5.根据权利要求2或3所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，还包括偏置钳位单元，所述偏置钳位单元包括第三电子开关、钳位电阻、钳位电容；所述第三电子开关的一端与所述第二电子开关的控制端电连接，所述第三电子开关的另一端分别与所述第二二极管的正极、所述钳位电阻的一端电连接，所述第三电子开关的控制端分别与所述钳位电阻的另一端、所述钳位电容的一端电连接，所述钳位电容的另一端接地。6.根据权利要求2或3所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括设于所述限流电感、第三二极管，所述限流电感用于限制通过所述第二电子开关的电流值，所述第三二极管用于阻隔逆电流通过所述第二电子开关的体二极管。
7.根据权利要求1所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二电子开关、第二电容，所述辅助绕组为单绕组；所述第二电容的一端与所述辅助绕组的一端电连接，所述辅助绕组的另一端则接地，所述第二电容的另一端经所述第二电子开关接地。8.根据权利要求7所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括设于所述第二电容与所述辅助绕组之间的限流电感、第二二极管、第三二极管；所述第二二极管的正极、所述第三二极管的负极与所述第二电容电连接，所述第二二极管的负极与所述辅助绕组电连接，所述第三二极管的正极经所述限流电感与所述辅助绕组电连接，其中，所述限流电感用于限制通过所述第二电子开关的电流值。9.根据权利要求1所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二电子开关、第二二极管、第三二极管、第二电容，所述辅助绕组为双绕组，包括耦合绕组、负压绕组；所述第二二极管的负极与所述负压绕组的一端电连接，所述负压绕组的另一端则接地，所述第二二极管的正极、所述第三二极管的负极与第二电容的一端电连接，所述第三二极管的正极与所述耦合绕组的一端电连接，所述耦合绕组的另一端则接地，所述第二电容的另一端经所述第二电子开关接地，其中，所述第二二极管与所述第二电容之间的连接点用于产生所述负电压准位。10.根据权利要求9所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括设于所述第三二极管与所述耦合绕组之间的限流电感，所述限流电感用于限制通过所述第二电子开关的电流值。11.根据权利要求7至10中任意一项所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括驱动电阻、限流电阻；所述第二电子开关的控制端分别与所述驱动电阻、所述限流电阻的一端电连接，所述驱动电阻的另一端接地，所述限流电阻的另一端与所述控制器电连接。12.根据权利要求1所述的新型零电压切换控制电路，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：简铭泰，
申请(专利权)人：上海百功半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：