反激变换器的软开关控制电路及控制方法技术

本申请公开了反激变换器的软开关控制电路及控制方法，反激变换器的软开关控制电路包括：负向励磁模块，与变压器的绕组连接，负向励磁模块在导通时与绕组形成电流回路，使变压器上产生负向励磁电流，并在关断后使第一开关管的结电容电荷释放；以及开关控制模块，与第一开关管、第二开关管和负向励磁模块连接，输出开关控制信号控制第一开关管和第二开关管的导通和关断，且输出负向励磁信号控制负向励磁模块的导通或关断。本公开的方案能够在反激变换器的第一开关管和第二开关管均处于关断状态下时在变压器中产生负向励磁电流，使第一开关管的结电容电荷释放，源漏电压降为零，实现第一开关管的软开关控制，减小开关损耗，提高传输效率。传输效率。传输效率。

【技术实现步骤摘要】
反激变换器的软开关控制电路及控制方法


[0001]本公开涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种反激变换器的软开关控制电路及控制方法。

技术介绍

[0002]反激变换器包括变压器，在变压器的原边绕组与输入电源断开连接的期间向变压器的副边绕组传输电能。反激变换器的电路结构简单，成本低廉，具有宽输入电压范围，因此已经广泛地应用于各种电子设备中。
[0003]在一些反激变换器的应用场合，反激变换器采用非对称半桥拓扑，或者还包含有源钳位电路。在非对称半桥拓扑的反激变换器中，在变压器的原边侧，反激变换器包括连接在输入端和参考地之间的主开关管和辅助开关管，变压器的原边绕组一端连接主开关管和辅助开关管的中间节点。在采用有源钳位电路的反激变换器中，在变压器的原边侧，反激变换器不仅包括连接在变压器的原边绕组和参考地之间的主开关管，而且包括与变压器的原边绕组并联连接的辅助开关管和电容。在上述两种类型的反激变换器中，还包括与辅助开关管一起组成谐振回路的第一电感和第一电容，第一电感可以为变压器的漏感。
[0004]非对称半桥反激变换器相比常规的反激变换器效率更高，其在重载时一般工作在两个开关管互补的状态，而轻载时一般采用降低开关频率的方式，使反激变换器进入DCM(Discontinuous Conduction Mode，断续导通模式)，但是在断续导通模式下由于主开关管的硬开通会带来较大的开通损耗，开关频率越高，损耗越大。
[0005]因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
专利
技术实现思路

[0006]有鉴于此，本公开的目的在于提供反激变换器的软开关控制电路及控制方法，以解决现有技术中的问题。
[0007]根据本公开的第一方面，提供一种反激变换器的软开关控制电路，所述反激变换器包括变压器、第一开关管和第二开关管、以及在所述第二开关管的导通状态下形成谐振回路的第一电容和第一电感，所述软开关控制电路包括：
[0008]负向励磁模块，与所述变压器的绕组连接，所述负向励磁模块在导通时与所述绕组形成电流回路，使所述变压器上产生负向励磁电流，并在关断后使所述第一开关管的结电容电荷释放；以及
[0009]开关控制模块，与所述第一开关管、第二开关管和所述负向励磁模块连接，输出开关控制信号控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通和关断，且输出负向励磁信号控制所述负向励磁模块的导通或关断，
[0010]其中，所述反激变换器在正常工作状态下的第一开关管导通时所述变压器上产生的励磁电流为正向励磁电流，所述负向励磁电流为与所述正向励磁电流方向相反的励磁电流。
[0011]可选地，所述负向励磁电流为电流值小于预定值的电流。
[0012]可选地，所述负向励磁模块与变压器的原边绕组连接，且并联在所述第二开关管的两端，在所述负向励磁模块导通时，所述第一电容和第一电感谐振。
[0013]可选地，所述负向励磁模块包括连接在所述第二开关管的第一电流端和第二电流端之间的第三开关管。
[0014]可选地，所述第三开关管为双极型开关管或场效应晶体管。
[0015]可选地，所述负向励磁模块包括连接在所述第二开关管的第一电流端和第二电流端之间的电流源。
[0016]可选地，所述负向励磁模块与变压器的辅助绕组连接，所述辅助绕组与变压器的原边绕组或副边绕组耦合，且所述负向励磁模块包括连接在所述辅助绕组的同名端和参考地之间的电流源或第四开关管，以及还包括连接在所述辅助绕组的异名端和参考地之间的第二电容。
[0017]可选地，所述负向励磁模块与变压器的供电绕组连接，所述供电绕组与变压器的原边绕组或副边绕组耦合，
[0018]所述负向励磁模块包括连接在所述供电绕组的异名端和供电端之间的开关，以及还包括连接在所述开关和参考地之间的第三电容。
[0019]可选地，所述开关为双极型开关管或场效应晶体管或电流源。
[0020]可选地，所述负向励磁模块还包括阳极连接所述开关而阴极连接供电端的二极管和连接在所述供电端和接地端之间的第四电容。
[0021]可选地，所述第一开关管和所述第二开关管依次串联连接在所述反激变换器的输入端和参考地之间，或者是所述第二开关管和所述第一开关管依次串联连接在所述反激变换器的输入端和参考地之间。
[0022]可选地，所述反激变换器还包括第五电容，所述第五电容、所述第二开关管和所述第一开关管依次串联连接在所述反激变换器的输入端和参考地之间。
[0023]可选地，所述开关控制模块控制所述第一开关管和所述第二开关管均处于关断状态下时控制所述负向励磁模块导通一段时间，且所述开关控制模块控制所述负向励磁模块关断后经过死区时间后控制所述第一开关管导通。
[0024]根据本专利技术的第二方面，提供一种反激变换器的软开关控制方法，所述反激变换器包括变压器、第一开关管和第二开关管、以及在所述第二开关管的导通状态下形成谐振回路的第一电容和第一电感，所述控制方法包括：
[0025]设置负向励磁模块与所述变压器的绕组连接，在所述反激变换器的第一开关管和第二开关管均处于关断状态下时，控制所述负向励磁模块导通一段时间，使变压器上产生负向励磁电流；
[0026]在所述负向励磁模块关断后，控制所述第一开关管的结电容电荷释放，在所述第一开关管的源漏电压为零电压的状态下导通；
[0027]在所述第一开关管关断后，控制所述第二开关管导通。
[0028]可选地，所述负向励磁电流为电流值小于预定值的电流。
[0029]根据本公开实施例的反激变换器的软开关控制电路和控制方法，通过在反激变换器中设置与变压器的绕组连接的负向励磁模块，在反激变换器的第一开关管和第二开关管
均处于关断状态下时，控制负向励磁模块导通一段时间，使变压器上产生负向励磁电流，从而可以在负向励磁模块关断后，使第一开关管的结电容放电，第一开关管两端的源漏电压降为零，第一开关管可以以接近零电压导通，从而实现反激变换器的软开关导通，减小开通损耗，提高轻载下的传输效率。
[0030]进一步地，负向励磁模块包括电流源或串联的开关管与电阻，使产生的负向励磁电流小于预定值的电流，即电流较小且可控，使得负向励磁模块导通时，开关管的功耗很小，提高传输效率。且电流源或开关管在导通中，只需要控制较小的电流即可实现对第一开关管的结电容电荷的释放，系统整体功率损耗小。
附图说明
[0031]图1a示出常规反激变换器的一种非对称半桥拓扑的电路框图；
[0032]图1b示出常规反激变换器的另一种非对称半桥拓扑的电路框图；
[0033]图2示出图1a和图1b所示反激变换器的工作波形图；
[0034]图3示出常规有源钳位反激变换器的电路框图；
[0035]图4示出根据本公开第一实施例的反激变换器的非对称半桥拓扑的电路框图；
[0036]图5示出图4所示反激变换器的工作波形图；
[0037]图6示出图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激变换器的软开关控制电路，所述反激变换器包括变压器、第一开关管和第二开关管、以及在所述第二开关管的导通状态下形成谐振回路的第一电容和第一电感，所述软开关控制电路包括：负向励磁模块，与所述变压器的绕组连接，所述负向励磁模块在导通时与所述绕组形成电流回路，使所述变压器上产生负向励磁电流，并在关断后使所述第一开关管的结电容电荷释放；以及开关控制模块，与所述第一开关管、第二开关管和所述负向励磁模块连接，输出开关控制信号控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通和关断，且输出负向励磁信号控制所述负向励磁模块的导通或关断，其中，所述反激变换器在正常工作状态下的第一开关管导通时所述变压器上产生的励磁电流为正向励磁电流，所述负向励磁电流为与所述正向励磁电流方向相反的励磁电流。2.根据权利要求1所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁电流为电流值小于预定值的电流。3.根据权利要求1所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁模块与变压器的原边绕组连接，且并联在所述第二开关管的两端，在所述负向励磁模块导通时，所述第一电容和第一电感谐振。4.根据权利要求3所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁模块包括连接在所述第二开关管的第一电流端和第二电流端之间的第三开关管。5.根据权利要求4所述的软开关控制电路，其中，所述第三开关管为双极型开关管或场效应晶体管。6.根据权利要求3所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁模块包括连接在所述第二开关管的第一电流端和第二电流端之间的电流源。7.根据权利要求1所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁模块与变压器的辅助绕组连接，所述辅助绕组与变压器的原边绕组或副边绕组耦合，且所述负向励磁模块包括连接在所述辅助绕组的同名端和参考地之间的电流源或第四开关管，以及还包括连接在所述辅助绕组的异名端和参考地之间的第二电容。8.根据权利要求7所述的软开关控制电路，其中，所述负向励磁模块与变压器的供电绕组连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军明，蒋香华，许祥勇，黄必亮，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：