一种相移谐振开关变换电路的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种相移谐振开关变换电路的控制装置，该装置由全桥相移谐振开关变换电路控制器ＵＣ３８７９、反向器、二极管及积分器组成。积分器用于控制ＵＣ３８７９的ＰＷＭ输出的有效占空比，从而减小变压器原边电感贮存的能量，有效地防止功率开关管和与之反向并联的二极管由于承受较高的电应力而造成的损坏，同时又不影响ＵＣ３８７９的正常工作。本实用新型专利技术不但可以用于完善ＵＣ３８７９的关断控制功能，还可以广泛用于对其它相移谐振控制器以及全桥变换电路控制器关断控制功能的改进。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种相移谐振开关变换电路的控制装置。该装置适用于各种类型的相移谐振控制器，特别是一种用于完善全桥相移谐振开关变换电路控制器UC3879的关断控制功能的控制装置。目前相移谐振控制器有很多种类型，其中UC3879芯片是美国Unitrode公司生产的全桥相移谐振开关变换电路控制器，其输出电流能力达100mA，工作较为稳定。UC3879具有CS(Current Sence)引脚，该引脚是芯片内部两个过流比较器的同相输入端，这两个比较器的参考值分别是2.0V和2.5V。当CS引脚电压超过2.0V，并且误差放大器的输出电压超过锯齿波电压输入时，过流限制比较器会逐波检测并限制相移角度；当该引脚电压超过2.5V时，过流锁存器动作，导致UC3879输出关闭；当一个高于2.5V的恒定电压加在CS端，UC3879的输出就会关闭并保持；当该电压低于2.5V后，其缓启动端SS(Soft Start)电压开始上升，然后PWM(脉冲宽度调制)输出相移从零度开始建立。使用UC3879芯片时，将CS端连接到主功率变换电路的电流采样电路，当主电路发生输出过流、短路、过热、过压等故障时，电流采样电路产生一个高于2.5V的电压输入到CS引脚，封锁UC3879的PWM输出信号，关闭主功率电路的开关管。相移谐振全桥开关变换电路如图2所示。UC3879具有四个输出引脚OUTA(13脚)、OUTB(12脚)、OUTC(8脚)和OUTD(7脚)，这四个引脚分别驱动功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4。功率开关管Q1和Q2为领先桥臂，Q3和Q4为滞后桥臂。当电路正常工作时，在一个周期内，Q1与Q4共同导通占空时间后，Q1首先关断，经过输出电感与功率开关管结电容电路谐振后，Q2零电压导通，然后Q2与Q4形成环流，使变压器原边的电压箝位为零，经过一定时间后，Q4关断，Q3开通，变压器原边能量由Q2和Q3共同传递到副边；在下半个周期，功率开关管也遵循类似的顺序。为了使滞后桥臂Q3和Q4在负载较轻时就达到谐振，主变压器的漏感一般较大，或者另外串联一个电感。根据电感贮能公式w=12Li2]]>电感的贮能与电感量和励磁电流平方的乘积成正比，当变压器导通时间增加时，通过原边电感的励磁电流也随之增加，电感中就会贮存较大的能量。如果采用通常的控制方式，即直接用相移谐振控制器来驱动功率开关管，当在较大占空比时一起关断Q1与Q4(或Q2与Q3)，由于变压器原边电感贮存的较大能量无法正常释放，使得相移谐振开关变换电路功率开关管承受的电应力大大超过普通硬开关变换电路功率开关管承受的应力，这种情况更容易导致相移谐振开关变换电路功率开关管由于dv/dt超过允许值而损坏，或者是与功率开关管反向并联的二极管由于di/dt超过允许值而损坏。本技术的目的是提供一种相移谐振开关变换电路的控制装置，使相移谐振开关变换电路关闭时，能有效地减小变压器原边电感贮存的能量，防止功率开关管和与之反向并联的二极管由于过应力而损坏。本技术提出了一种相移谐振开关变换电路的控制装置，该装置包括全桥相移谐振开关变换电路控制器UC3879，反向器N2，二极管D1和由电阻R1、R2、R3，电容C1及运算放大器N1组成的积分器，所述积分器中电阻R3与电容C1并联跨接在运算放大器N1的正向输入端和输出端之间；电阻R1的一端连接到运算放大器N1的正向输入端，另一端为输入端Va；电阻R2一端连接到运算放大器N1的反向输入端，另一端为输入端Vb。其特征在于所述二极管D1的阳极与UC3879的COMP端(2脚)相连接，阴极与所述积分器的输出端相连；所述反相器N2的输出端与UC3879的CS端(4脚)相连，其输入端接所述积分器的输出端；所述积分器的输入端Va为参考电压输入端，另一输入端Vb作为关机信号的输入端；所述全桥相移谐振开关变换电路控制器UC3879的13脚、12脚、8脚和7脚为其驱动输出引脚，用来控制相移谐振开关变换电路中的功率开关管。本技术在UC3879的COMP端通过二极管正向连接到积分器的输出端，所述积分器将输入关机信号的跳变转化为随时间线性减小的电压输出，因为UC3879的PWM(脉冲宽度调制)输出受此电压控制，所以其有效占空比逐波减小，从而减小了相移谐振开关变换电路中变压器原边电感贮存的能量，使得功率开关管和与之反向并联的二极管承受的电应力减小，有效地防止功率开关管和二极管的损坏，同时又不影响UC3879的正常工作。本技术不但可以用于完善UC3879的关断控制功能，还可以广泛用于对其它相移谐振控制器以及全桥变换电路控制器关断控制功能的改进。下面通过具体的实施例并结合附图对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1是本技术相移谐振开关变换电路控制装置的原理图。图2是本技术相移谐振开关变换电路控制装置的控制对象——相移谐振变换电路的原理图。图3是本技术相移谐振开关变换电路控制装置的工作时序图。图4是本技术相移谐振开关变换电路控制装置所应用的ZV/ZCS软开关相移谐振变换电路的原理图。图1所描述的装置中包括一个具有正向输入端、反向输入端以及输出端的运算放大器N1，该运算放大器N1为普通运算放大器，按通常的方式与电源和系统地线相连接；该电路还包括一个二极管D1，此二极管为开关二极管；该电路还包括一个反向器N2，此反向器既可以用普通运算放大器实现，也可以用分离器件电路实现，实际应用时反向器N2的逻辑翻转电平要满足UC3879过流限制比较器参考阈值，即2.5V。该装置是这样工作的结合图1、图2、图3，参考电压接入积分器的Va端，来自于主功率变换电路的电流采样电路的关机信号接入积分器的Vb端。电路正常工作时的，关机信号为零电平，积分器输出高电平。当发生异常现象需要紧急关闭主电路时，电流采样电路输出的关机信号由低电平跳变为高电平，如图3b所示，此时关机信号高于参考电压，积分器输出端的电平线性下降，其下降的斜率应根据实际情况通过调整电阻R1和电容C1的时间常数来确定。由于UC3879的COMP端通过二极管D1正向连接到积分器的输出端，所以COMP端的电平也随之线性下降，从而使得UC3879的PWM(脉冲宽度调制)输出有效占空比受控地由宽脉冲逐波减小。当积分器的输出降低到零电平时，COMP端的电平也被拉低为零(COMP端的波形变化如图3b所示),UC3879的PWM输出移相角为180度，有效占空比为零。由于UC3879的PWM输出端OUTA、OUTB、OUTC和OUTD分别与图2所示的相移谐振开关变换电路中的功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4相连，所以此时输入到功率二极管的控制电压为零电平，主电路已经关闭，同时积分器的输出通过反相器N2使UC3879的CS端电平拉高(如图3b所示)超过2.5V,UC3879输出关闭。综上所述，当主电路关闭时，UC3879的PWM输出有效占空比由宽逐波减小到零，有效地减小了相移谐振开关变换电路中变压器原边电感贮存的能量，使得功率开关管和与之反向并联的二极管承受的电应力减小，防止了功率开关管和二极管的损坏。当故障现象消除后需要重新开机时，关机信号由高电平变为零电平，积分器输出电压重新线性上升为高电平，COMP端的电平也随之线性上升为高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相移谐振开关变换电路的控制装置，该装置包括：全桥相移谐振开关变换电路控制器ＵＣ３８７９，反向器Ｎ２，二极管Ｄ１和由电阻Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，电容Ｃ１及运算放大器Ｎ１组成的积分器，所述积分器中电阻Ｒ３与电容Ｃ１并联跨接在运算放大器Ｎ１的正向输入端和输出端之间；电阻Ｒ１的一端连接到运算放大器Ｎ１的正向输入端，另一端为输入端Ｖａ；电阻Ｒ２一端连接到运算放大器Ｎ１的反向输入端，另一端为输入端Ｖｂ。其特征在于：所述二极管Ｄ１的阳极与ＵＣ３８７９的ＣＯＭＰ端（２脚）相连接，阴极与所述积分器的输出端相连；所述反相器Ｎ２的输出端与ＵＣ３８７９的ＣＳ端（４脚）相连，其输入端接所述积分器的输出端；所述积分器的输入端Ｖａ为参考电压输入端，另一输入端Ｖｂ作为关机信号的输入端；所述全桥相移谐振开关变换电路控制器ＵＣ３８７９的１３脚、１２脚、８脚和７脚为其驱动输出引脚，用来控制相移谐振开关变换电路中的功率开关管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：武士越，崔万恒，甘旭，
申请(专利权)人：深圳市中兴通讯股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]