一种辅助控制电路及有源钳位反激变换器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种辅助控制电路及有源钳位反激变换器，有源钳位反激变换器可由控制芯片U1控制其工作于后沿非互补控制模式，辅助控制电路包括：电阻R4、电阻R5、开关管Q4和第一控制电路；电阻R4和电阻R5一端连接在一起后连接控制芯片U1的RTH引脚，电阻R4的另一端连接开关管Q4的一端，开关管Q4的另一端和电阻R5的另一端连接在一起后连接控制芯片U1的GND引脚，第一控制电路的输入端连接控制芯片U1的FB引脚，第一控制电路的输出端连接开关管Q4的控制端；第一控制电路用于在有源钳位反激变换器发生短路时，依据控制芯片U1的FB引脚电平信号控制开关管Q4由导通变为关断。本实用新型专利技术能确保短路情况下钳位管的开通时间变长，降低主管和钳位管的开关应力。和钳位管的开关应力。和钳位管的开关应力。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助控制电路及有源钳位反激变换器


[0001]本技术涉及变换器领域，特别涉及有源钳位反激变换器的辅助控制电路。

技术介绍

[0002]有源钳位反激(Active Clamp Flyback，ACF)变换器作为反激变换器的一种，具有主开关管可实现零电压开通(ZVS)、漏感可被无损吸收、主开关管的电压尖峰小、效率高等优势，应用越来越广泛。现有常规的有源钳位反激变换器的电路原理图如图1，图1中Q1为主开关管(以下简称为主管)，Q2为钳位开关管(以下简称为钳位管)，Cc为钳位电容；Ds1为主开关管Q1的体二极管，Ds2为钳位开关管Q2的体二极管；U1为控制芯片，控制芯片U1的各引脚功能如下。
[0003]GTL脚：用于为主管Q1提供驱动电压；
[0004]GTH脚：用于为钳位管Q2提供驱动电压；
[0005]VDD脚：芯片供电引脚；
[0006]CS脚：电感峰值电流检测引脚，该电感即有源钳位反激变换器中的原边绕组；
[0007]RTH脚：钳位管导通时间初始编程引脚，通过该引脚结合芯片外置的辅助电路可以调整有源钳位反激变换器中钳位管的开通时间；
[0008]GND脚：芯片地；
[0009]FB脚：光耦反馈端口。
[0010]上述控制芯片U1例如可以采用金升阳公司的SCM1737型号芯片，以及其他可以通过 RTH脚调整钳位管开通时间的芯片，需要说明的是，不同的芯片引脚命名可能与上述不同，但只要引脚功能一致即可。
[0011]以图1所示有源钳位反激变换器为例，当电路工作于连续模式(CCM)时，后沿非互补控制模式的时序控制和主要波形如图2所示。
[0012]所谓后沿非互补模式控制，是指在主管开通之前的一小段时间之前(死区时间)，开通钳位管，且钳位管的导通时间与主管的导通时间并非互补。具体而言，将钳位管开通一小段时间t
on_c (此处的一小段时间t
on_c
小于主管的关断时间)，待钳位管关断之后，经过一段死区时间t
d
，再开通主管；而主管关断后，经过较长的时间t
delay
后再开通钳位管，周而复始。设开关周期为Ts，主管开通的占空比为D，则有(1
‑
D
·
T
s
)＝t
delay
+t
on_c
+t
d
。
[0013]图2中，GTL为主管Q1的驱动电压，GTH为钳位管Q2的驱动电压，Vds1为主管Q1 的漏源电压，Vds2为钳位管Q2的漏源电压；Vc为钳位电容Cc两端的电压，其方向为图1 所示原理图的上正下负；Im为流经变压器激磁电感Lm的电流(或称为激磁电流)，Ids1为流过主管Q1漏极的电流；Ids2为流经钳位管Q2漏极的电流，Ids2也等于流经钳位电容Cc 的电流；Ip为流经变压器原边绕组的电流，也是流经漏感Lk的电流；Id为流经副边整流二极管的电流，Vd为副边整流二极管的反向电压。

技术实现思路

[0014]本申请的专利技术人通过研究发现，ACF变换器在短路过程中，原边励磁电流Ip急剧增大，漏感在每个开关周期存储的能量也会随着Ip的增大而增大，主管关断后，漏感能量会通过钳位管的旁路二极管Ds2转移到钳位电容中，钳位电容两端的平台电压上升，从而导致主管和钳位管因开关应力变大而失效。有鉴如此，本技术要解决的技术问题是，提供一种辅助控制电路及有源钳位反激变换器，该辅助控制电路用于后沿非互补控制模式的有源钳位反激变换器中，能够确保有源钳位反激变换器在短路工作模式下，钳位管的开通时间变长，使得钳位电容两端的电压不会急剧增大，从而确保主管和钳位管不会因短路时的开关应力变大而失效。
[0015]作为本技术的第一个方面，所提供的辅助控制电路的技术方案如下：
[0016]一种辅助控制电路，应用于有源钳位反激变换器，所述的有源钳位反激变换器可由控制芯片U1控制其工作于后沿非互补控制模式，其特征在于，所述的辅助控制电路包括：
[0017]电阻R4、电阻R5、开关管Q4和第一控制电路；
[0018]电阻R4和电阻R5一端连接在一起后作为所述的辅助控制电路的第一端口，用于连接所述的控制芯片U1的RTH引脚，所述的电阻R4的另一端连接所述的开关管Q4的一端，所述的开关管Q4的另一端和所述的电阻R5的另一端连接在一起后作为所述的辅助控制电路的第二端口，用于连接所述的控制芯片U1的GND引脚，所述的第一控制电路的输入端作为所述的辅助控制电路的第三端口，用于连接所述的控制芯片U1的FB引脚，所述的第一控制电路的输出端连接所述的开关管Q4的控制端；
[0019]所述的第一控制电路用于在所述的有源钳位反激变换器发生短路时，依据所述的第三端口输入的电平信号控制所述的开关管Q4由导通变为关断。
[0020]优选地，所述的开关管Q4为MOS管，所述的MOS管的栅极为所述的开关管Q4的控制端，所述的MOS管的漏极为所述的开关管Q4的一端，所述的MOS管的源极为所述的开关管Q4的另一端；或者所述的开关管Q4为三极管，所述的三极管的基极为所述的开关管 Q4的控制端，所述的三极管的集电极为所述的开关管Q4的一端，所述的三极管的发射极为所述的开关管Q4的另一端。
[0021]作为所述的第一控制电路的一种具体的实施方式，包括二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和开关管Q3，所述的二极管D2的阳极为所述的第一控制电路的输入端，所述的二极管D2的阴极连接所述的电阻R1的一端，所述的电阻R1的另一端同时连接所述的电阻R2 的一端和所述的开关管Q3的控制端，所述的电阻R3的一端用于输入供电电压VDD，所述的电阻R3的另一端和所述的开关管Q3的一端连接在一起作为所述的第一控制电路的输出端，所述的电阻R2的另一端和所述的开关管Q3的另一端连接在一起后用于接地。
[0022]优选地，所述的开关管Q3为MOS管，所述的MOS管的栅极为所述的开关管Q3的控制端，所述的MOS管的漏极为所述的开关管Q3的一端，所述的MOS管的源极为所述的开关管Q3的另一端；或者所述的开关管Q3为三极管，所述的三极管的基极为所述的开关管 Q3的控制端，所述的三极管的发射极为所述的开关管Q3的一端，所述的三极管的集电极为所述的开关管Q3的另一端。
[0023]作为所述的第一控制电路的另一种具体的实施方式，包括电阻Rf1、电阻Rf2和比较器 U3，所述的电阻Rf1的一端为所述的第一控制电路的输入端，所述的电阻Rf1的另一端
同时连接所述的电阻Rf2的一端和所述的比较器U3反向输入端，所述的电阻Rf2的另一端用于接地，所述的比较器U3的同向输入端用于输入基准电压Vref，所述的比较器U3的输出端为所述的第一控制电路的输出端。
[0024]作为本技术的第二个方面，所提供的有源钳位反激变换器的技术方案如下：
[0025]一种有源钳位反激变换器，包括：控制芯片U1和上述任一项所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助控制电路，应用于有源钳位反激变换器，所述的有源钳位反激变换器可由控制芯片U1控制其工作于后沿非互补控制模式，其特征在于，所述的辅助控制电路包括：电阻R4、电阻R5、开关管Q4和第一控制电路；电阻R4和电阻R5一端连接在一起后作为所述的辅助控制电路的第一端口，用于连接所述的控制芯片U1的RTH引脚，所述的电阻R4的另一端连接所述的开关管Q4的一端，所述的开关管Q4的另一端和所述的电阻R5的另一端连接在一起后作为所述的辅助控制电路的第二端口，用于连接所述的控制芯片U1的GND引脚，所述的第一控制电路的输入端作为所述的辅助控制电路的第三端口，用于连接所述的控制芯片U1的FB引脚，所述的第一控制电路的输出端连接所述的开关管Q4的控制端；所述的第一控制电路用于在所述的有源钳位反激变换器发生短路时，依据所述的第三端口输入的电平信号控制所述的开关管Q4由导通变为关断。2.根据权利要求1所述的辅助控制电路，其特征在于：所述的开关管Q4为MOS管，所述的MOS管的栅极为所述的开关管Q4的控制端，所述的MOS管的漏极为所述的开关管Q4的一端，所述的MOS管的源极为所述的开关管Q4的另一端；或者所述的开关管Q4为三极管，所述的三极管的基极为所述的开关管Q4的控制端，所述的三极管的集电极为所述的开关管Q4的一端，所述的三极管的发射极为所述的开关管Q4的另一端。3.根据权利要求1或2所述的辅助控制电路，其特征在于，所述的第一控制电路包括二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和开关管Q3，所述的二极管D2的阳极为所述的第一控制电路的输入端，所述的二极管D2的阴极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二M一三二，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：