一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，属于电子技术领域，包含VIN采样电路、原边电流采样电路ISEN、积分电路U1、乘法电路U2、比较器U3、误差放大器U4、相位控制器、栅极驱动电路、功率MOS管Q1、变压器T、二极管D1、输出电容Co和负载模块，所述VIN采样电路与各相积分电路U1连接，本发明专利技术能够解决多相交错反激变换器各相输出功率偏差大的问题，防止某相由于输出功率过大而损坏，并且该电路可快速实现变换器各相输出功率准确均衡控制。衡控制。衡控制。

【技术实现步骤摘要】
一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路


[0001]本专利技术涉及电子
，具体是一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路。

技术介绍

[0002]反激变换器由其结构简单、成本低被广泛应用，但是反激变换器具有较大的输出电流尖峰、输出功率有限等问题，而多相交错反激变换器的提出能够较好地解决反激变换器的上述缺点。多相交错反激变换器工作时，各相功率开关管交替开关，通过变压器对负载端提供能量，但是由于关键部件反激变压器生产工艺偏差及磁芯导磁率偏差会导致变压器电感量离散度可达
±
20％，导致变换器各相输出功率存在较大偏差的问题，进而可能导致某相因输出功率过大而损坏，因此功率均衡控制技术对改善变换器各相输出功率的均衡性及多相交错变换器的系统可靠性非常重要。
[0003]目前，多相交错反激变换器多采用控制变压器等关键器件生产工艺的方式来缩小各相输出功率偏差，但是加严管控生产工艺会大大提高了生产成本，并降低生产效率，且功率偏差也只能控制在约
±
10％内。平均电流自动均流技术在多路变换器并联系统中是一种常用的功率均衡控制技术，即通过检测各变换器输出电流信号，并求取其平均值，作为公共信号，某路输出电流信号与平均值公共信号之差代表着该路功率均衡误差。通过误差信号调整该路变换器的基准电压，微调其输出电压，进而达到均衡输出功率的目的。平均电流自动均流技术在多路变换器并联系统中对功率均衡非常有效，但在多相交错反激变换器中采用该控制技术，由于各相共用输出端口，所以无法实现单独控制各相输出电压来调整该相输出功率的目的。但平均电流自动均流技术中，多路变换器选用电流平均值作为公共信号的思路值得借鉴。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，包含VIN采样电路、原边电流采样电路ISEN、积分电路U1、乘法电路U2、比较器U3、误差放大器U4、相位控制器、栅极驱动电路、功率MOS管Q1、变压器T、二极管D1、输出电容Co和负载模块，所述VIN采样电路与各相积分电路U1连接；相位控制器与各相栅极驱动电路连接；误差放大器U4输出端与各相比较器U3同相输入端连接；误差放大器U4电路反相输入端与输出电容Co正极相连；误差放大器U4同相输入端与基准电压Vref相连；输出电容Co并联负载模块，输出电容Co正极与各相二极管D1阴极相连，输出电容Co负极接输出地；原边电流采样电路ISEN与乘法电路U2输入端相连；积分电路U1与乘法电路U2另一输入端相连；乘法电路U2输出端与比较器U3反相输入端相连，比较器U3输出端与栅极驱动电路相连；栅极驱动电路输出端与功率MOS管栅极相
连；功率MOS管源极通过原边电流采样电路ISEN与地相连；变压器T原边绕组同名端与输入电压VIN相连，另一端与功率MOS管漏极相连；变压器T副边绕组同名端接输出地，另一端与二极管D1阳极相连。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：所述积分电路U1与乘法电路U2构成LII电路。
[0008]作为本专利技术的进一步方案：所述相位控制器还产生各相所需时钟信号，并与各相栅极驱动电路相连。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：所述积分电路U1对VIN采样电路信号进行[t,t+Ton]时间内的积分运算，其中，t为变换器某相功率MOS管Q1开通时刻，Ton为功率MOS管Q1开通时长，积分电路U1输出信号与原边电流采样信号ISEN经过乘法电路U2运算后产生上升信号K1K2LmIp2，即LII电路最终产生抛物线状上升信号K1K2LmIp2，然后与误差放大器U4输出信号进行比较，产生驱动关断信号，相位控制器产生各相时钟信号，保证变换器各相之间具有相同的工作频率及固定合理的相位偏移间隔，变换器各相相应时钟信号与上述驱动关断信号共同作用于栅极驱动电路产生PWM驱动脉冲，控制功率MOS管Q1的通断，进行电能转换。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：所述VIN采样电路采样的信号包括输入电压采样线性系数K1和变换器输入直流电压VIN。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述原边电流采样电路ISEN采样的信号包括原边电流采样线性系数K2和原边电流Ip。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013]1.实现多相交错变换器各相输出功率自动均衡控制，防止某相输出功率过大而损坏，提高变换器工作可靠性；
[0014]2.变换器各相输出功率逐周期控制，可快速响应负载的动态变化，实现各相输出功率快速准确均衡控制。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的电路原理图；
[0016]图2为本专利技术以双相交错反激变换器为例的关键信号波形图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]请参阅图1
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2，一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，包含VIN采样电路、原边电流采样电路ISEN、积分电路U1、乘法电路U2、比较器U3、误差放大器U4、相位控制器、栅极驱动电路、功率MOS管Q1、变压器T、二极管D1、输出电容Co和负载模块，所述VIN采样电路与各相积分电路U1连接；相位控制器与各相栅极驱动电路连接；误差放大器U4输出端与各相比较器U3同相输入端连接；误差放大器U4电路反相输入端与输出电容Co正极相连；误差放大器U4同相输入端与基准电压Vref相连；输出电容Co并联负载模块，输出电容Co正极与各相二极管D1阴极相连，输出电容Co负极接输出地；原边电流采样电路ISEN与乘法
电路U2输入端相连；积分电路U1与乘法电路U2另一输入端相连；乘法电路U2输出端与比较器U3反相输入端相连，比较器U3输出端与栅极驱动电路相连；栅极驱动电路输出端与功率MOS管栅极相连；功率MOS管源极通过原边电流采样电路ISEN与地相连；变压器T原边绕组同名端与输入电压VIN相连，另一端与功率MOS管漏极相连；变压器T副边绕组同名端接输出地，另一端与二极管D1阳极相连。
[0019]图1中，Vref为基准电压；Vo为多相交错变换器输出电压；K1为输入电压采样线性系数；K2为原边电流采样线性系数；Ip为原边电流；VIN为变换器输入直流电压；Lm为变压器T初级励磁电感；
[0020]LII电路由积分电路U1和乘法电路U2共同构成，积分电路U1对VIN采样电路信号K1VIN进行[t,t+Ton]时间内的积分运算(t为变换器某相功率MOS管Q1开通时刻，Ton为功率MOS管Q1开通时长)，积分电路U1输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，其特征在于，包含VIN采样电路、原边电流采样电路ISEN、积分电路U1、乘法电路U2、比较器U3、误差放大器U4、相位控制器、栅极驱动电路、功率MOS管Q1、变压器T、二极管D1、输出电容Co和负载模块，所述VIN采样电路与各相积分电路U1连接；相位控制器与各相栅极驱动电路连接；误差放大器U4输出端与各相比较器U3同相输入端连接；误差放大器U4电路反相输入端与输出电容Co正极相连；误差放大器U4同相输入端与基准电压Vref相连；输出电容Co并联负载模块，输出电容Co正极与各相二极管D1阴极相连，输出电容Co负极接输出地；原边电流采样电路ISEN与乘法电路U2输入端相连；积分电路U1与乘法电路U2另一输入端相连；乘法电路U2输出端与比较器U3反相输入端相连，比较器U3输出端与栅极驱动电路相连；栅极驱动电路输出端与功率MOS管Q1栅极相连；功率MOS管Q1源极通过原边电流采样电路ISEN与地相连；变压器T原边绕组同名端与输入电压VIN相连，另一端与功率MOS管Q1漏极相连；变压器T副边绕组同名端接输出地，另一端与二极管D1阳极相连。2.根据权利要求1所述的一种新型多相交错反激变换器自动功率均衡控制电路，其特征在于，所述积分电路U1与乘法电路U2构成LII电路。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈睿科，王耀，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：