一种控制方法、控制装置及反激变换器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制方法、控制装置及反激变换器，其中的控制方法为在每个工作周期中，依次包括：开通主功率开关管第一持续时间，使得初级绕组储存能量；开通整流管第二持续时间，使得储存在初级绕组中的能量经由次级绕组释放，同时将初级绕组的漏感能量转移至钳位电容；开通钳位开关管第三持续时间，使得钳位电容中储存的漏感能量通过变压器转移到次级侧电路后输出；以及再次开通整流管第四持续时间，使得主功率开关管在负向电流到零之前导通；其中第一持续时间和第二持续时间之间、第四持续时间和第三持续时间、第四持续时间和下一个工作周期的第一持续时间均存在时间间隔。本发明专利技术能减小钳位电容容值，从而降低钳位开关管成本。管成本。管成本。

【技术实现步骤摘要】
一种控制方法、控制装置及反激变换器


[0001]本专利技术涉及开关变换器领域，特别涉及一种控制方法、控制装置及反激变换器。

技术介绍

[0002]在中小功率开关电源领域中反激变换器是最为流行的电路拓扑，但随着开关电源朝着高频化、小体积化的发展，反激变换器的损耗越来越受到重视，尤其是初级侧功率开关管的开关损耗，并且反激变换器由于漏感的存在，导致初级侧功率开关管的漏源极需要承受电压尖峰，故在反激变换器中需要增加相应的钳位电路来限制初级侧功率开关管的电压尖峰，通常的钳位电路为RCD钳位电路，然而RCD钳位、LCD钳位等钳位电路为有损吸收，这进一步导致反激变换器的性能降低，阻碍反激变换器高频化发展。
[0003]为了进一步提高反激变换器的工作频率，减小开关损耗，业内提出了一种次级有源钳位反激变换器，图1a为现有次级有源钳位反激变换器电路原理图，图1b为图1a次级有源钳位反激变换器的时序图。次级有源钳位反激变换器通过在变压器去磁结束后延长次级侧同步整流管的导通时间，在次级侧产生反向电流，当次级侧同步整流管关闭后，初级侧也会产生负向电流，从而能够实现初级侧功率开关管的零电压开通(ZVS)。
[0004]次级有源钳位反激变换器虽然能够实现初级侧功率开关管的零电压开通，但初级侧功率开关管还是需要RCD钳位电路来限制其漏源极的电压尖峰，并且该控制方法复杂，需要变频控制以实现宽输入电压范围、负载范围下初级侧功率开关管零电压开通，在高压时轻载时需要更高的频率，这反而增加了变压器铁损和RCD钳位损耗。
[0005]如是出现了初级有源钳位反激变换器，图2a为现有初级有源钳位反激变换器电路原理图，图2b为图2a初级有源钳位反激变换器的时序图。初级有源钳位反激变换器通过在主功率开关管开通前开通钳位开关管一段时间，从而实现主功率开关管的零电压开通，且通过钳位电容来限制主功率开关管的漏源极电压尖峰，省去了RCD钳位，但该钳位电容为了储存足够的能量去实现主功率开关管的零电压开通，需要的容值较大，容值较大会导致电流增加，从而需要选择更好的钳位开关管，故不适用于低成本需求的中小功率场合。

技术实现思路

[0006]有鉴如此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种控制方法、控制装置及反激变换器，既能实现主管零电压开通，又能回收漏感能量，并且本专利技术能够减小钳位电容容值，从而降低钳位开关管成本。
[0007]作为本专利技术的第一个方面，所提供的控制方法的实施例如下：
[0008]一种控制方法，应用于反激变换器，所述反激变换器包括初级侧电路、次级侧电路、变压器和控制装置；所述初级侧电路包括主功率开关管、钳位开关管、钳位电容和所述变压器的初级绕组；所述次级侧电路包括整流管和所述变压器的次级绕组；所述控制装置包括初级侧控制器、次级侧控制器、隔离电路和控制逻辑；所述初级侧控制器用于控制所述主功率开关管和所述钳位开关管的导通和关断，所述次级侧控制器用于控制所述整流管的
导通和关断，所述隔离电路用于双向传递所述初级侧控制器和所述次级侧控制器之间的同步信号，所述控制逻辑用于执行所述控制方法；所述主功率开关管、所述钳位开关管和所述整流管在所述反激变换器的每个工作周期初始状态为关断；所述控制方法为在所述反激变换器每个工作周期中，依次包括：
[0009]开通所述主功率开关管第一持续时间，使得所述初级绕组储存能量；
[0010]开通所述整流管第二持续时间，使得储存在所述初级绕组中的能量经由所述次级绕组释放，与此同时所述初级绕组的漏感能量将转移至所述钳位电容；
[0011]开通所述钳位开关管第三持续时间，使得所述钳位电容中储存的漏感能量通过所述变压器转移到所述次级侧电路后输出；
[0012]以及再次开通所述整流管第四持续时间，使得所述主功率开关管在负向电流到零之前导通；
[0013]其中所述第一持续时间和所述第二持续时间之间存在第一时间间隔，所述第四持续时间和所述第三持续时间存在第二时间间隔，所述第四持续时间和下一个工作周期的第一持续时间存在第三时间间隔。
[0014]进一步地，所述第三持续时间与所述反激变换器的输出功率成正比。
[0015]进一步地，所述第四持续时间开始于所述主功率开关管的结电容电压谐振到波峰，此时所述整流管漏源极电压谐振到对应的波谷。
[0016]进一步地，所述控制方法在每个工作周期中还包括：获取表征所述反激变换器当前输入电压大小的输入电压信号，将所述输入电压信号与第一阈值比较，依据比较结果确定是否再次开通所述整流管第四持续时间，具体地：
[0017]当所述输入电压信号小于或等于所述第一阈值时，不会再次开通所述整流管第四持续时间；
[0018]当所述输入电压信号大于所述第一阈值时，再次开通所述整流管第四持续时间。
[0019]进一步地，所述依据比较结果确定是否再次开通所述整流管第四持续时间是通过所述初级侧控制器是否向所述次级侧控制器通传递同步信号实现的，具体地：
[0020]当所述输入电压信号小于或等于所述第一阈值时，所述初级侧控制器向所述次级侧控制器传递同步信号，使得所述次级侧控制器不会再次开通所述整流管第四持续时间；
[0021]当所述输入电压信号大于所述第一阈值时，所述初级侧控制器不向所述次级侧控制器传递同步信号，使得所述次级侧控制器再次开通所述整流管第四持续时间。
[0022]作为本专利技术的第二个方面，所提供的控制装置的实施例如下：
[0023]一种控制装置，应用于反激变换器，所述反激变换器包括初级侧电路、次级侧电路、变压器和所述控制装置；所述初级侧电路包括主功率开关管、钳位开关管、钳位电容和所述变压器的初级绕组；所述次级侧电路包括整流管和所述变压器的次级绕组；所述主功率开关管、所述钳位开关管和所述整流管在所述反激变换器的每个工作周期初始状态为关断；所述控制装置包括：
[0024]初级侧控制器，被配置为控制所述主功率开关管和所述钳位开关管的导通和关断；
[0025]次级侧控制器，被配置为控制所述整流管的导通和关断；
[0026]隔离电路，被配置为双向传递所述初级侧控制器和所述次级侧控制器之间的同步
信号；
[0027]以及控制逻辑，被配置为在所述反激变换器每个工作周期中依次执行如下控制动作：
[0028]开通所述主功率开关管第一持续时间，使得所述初级绕组储存能量；
[0029]开通所述整流管第二持续时间，使得储存在所述初级绕组中的能量经由所述次级绕组释放，与此同时所述初级绕组的漏感能量将转移至所述钳位电容；
[0030]开通所述钳位开关管第三持续时间，使得所述钳位电容中储存的漏感能量通过所述变压器转移到所述次级侧电路后输出；
[0031]以及再次开通所述整流管第四持续时间，使得所述主功率开关管在负向电流到零之前导通；
[0032]其中所述第一持续时间和所述第二持续时间之间存在第一时间间隔，所述第四持续时间和所述第三持续时间存在第二时间间隔，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制方法，应用于反激变换器，所述反激变换器包括初级侧电路、次级侧电路、变压器和控制装置；所述初级侧电路包括主功率开关管、钳位开关管、钳位电容和所述变压器的初级绕组；所述次级侧电路包括整流管和所述变压器的次级绕组；所述控制装置包括初级侧控制器、次级侧控制器、隔离电路和控制逻辑；所述初级侧控制器用于控制所述主功率开关管和所述钳位开关管的导通和关断，所述次级侧控制器用于控制所述整流管的导通和关断，所述隔离电路用于双向传递所述初级侧控制器和所述次级侧控制器之间的同步信号，所述控制逻辑用于执行所述控制方法；所述主功率开关管、所述钳位开关管和所述整流管在所述反激变换器的每个工作周期初始状态为关断；其特征在于：所述控制方法为在所述反激变换器每个工作周期中，依次包括：开通所述主功率开关管第一持续时间，使得所述初级绕组储存能量；开通所述整流管第二持续时间，使得储存在所述初级绕组中的能量经由所述次级绕组释放，与此同时所述初级绕组的漏感能量将转移至所述钳位电容；开通所述钳位开关管第三持续时间，使得所述钳位电容中储存的漏感能量通过所述变压器转移到所述次级侧电路后输出；以及再次开通所述整流管第四持续时间，使得所述主功率开关管在负向电流到零之前导通；其中所述第一持续时间和所述第二持续时间之间存在第一时间间隔，所述第四持续时间和所述第三持续时间存在第二时间间隔，所述第四持续时间和下一个工作周期的第一持续时间存在第三时间间隔。2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述第三持续时间与所述反激变换器的输出功率成正比。3.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述第四持续时间开始于所述主功率开关管的结电容电压谐振到波峰，此时所述整流管漏源极电压谐振到对应的波谷。4.根据权利要求1至3任一项所述控制方法，其特征在于，所述控制方法在每个工作周期中还包括：获取表征所述反激变换器当前输入电压大小的输入电压信号，将所述输入电压信号与第一阈值比较，依据比较结果确定是否再次开通所述整流管第四持续时间，具体地：当所述输入电压信号小于或等于所述第一阈值时，不会再次开通所述整流管第四持续时间；当所述输入电压信号大于所述第一阈值时，再次开通所述整流管第四持续时间。5.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于：所述依据比较结果确定是否再次开通所述整流管第四持续时间是通过所述初级侧控制器是否向所述次级侧控制器通传递同步信号实现的，具体地：当所述输入电压信号小于或等于所述第一阈值时，所述初级侧控制器向所述次级侧控制器传递同步信号，使得所述次级侧控制器不会再次开通所述整流管第四持续时间；当所述输入电压信号大于所述第一阈值时，所述初级侧控制器不向所述次级侧控制器传递同步信号，使得所述次级侧控制器再次开通所述整流管第四持续时间。6.一种控制装置，应用于反激变换器，所述反激变换器包括初级侧电路、次级侧电路、变压器和所述控制装置；所述初级侧电路包括主功率开关管、钳位开关管、钳位电容和所述
变压器的初级绕组；所述次级侧电路包括整流管和所述变压器的次级绕组；所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓世源，李健，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：