本发明专利技术涉及电源供电技术领域，提供一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置，包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，信号同步模块的同相输入端与同步整流模块连接，信号隔离模块的输入端与信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接；本发明专利技术通过实时检测电源变换器的同步整流状态，进而控制钳位模块执行电压钳位，以实现有源钳位，一方面配合电源变换器的功率开关管实现零电压开关，降低电路的开关损耗；另一方面钳位隔离变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，减小功率开关管的电压应力，降低功率开关管的损坏风险。开关管的损坏风险。开关管的损坏风险。
【技术实现步骤摘要】
一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置
[0001]本专利技术涉及电源供电
，尤其涉及一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置。
技术介绍
[0002]在常规Flyback变换器、SEPIC变换器、Flyback和SEPIC结构的单级PFC变换器等结构的电源变换器中的功率开关管当工作在DCM模式或CCM模式时，功率开关管处于硬开关状态，开关损耗大，当工作在QR准谐振模式时，功率开关管可以在谐振谷底导通，当电源变换器输入电压较低时，谐振谷底电压接近或等于零电压，导通损耗很低，当电源变换器输入电压较高时，谐振谷底电压也就比较高，导通损耗也就比较高。
[0003]但是，在Flyback变换器、SEPIC变换器、Flyback和SEPIC结构的单级PFC变换器等结构的电源变换器常用的控制IC中一般只能驱动单路功率开关管，不具备有源钳位的功能，虽然现在已有在Flyback变换器具备有源钳位的控制IC，但电路复杂，价格较高，而且可供选择的型号也不多；而SEPIC变换器、Flyback和SEPIC结构的单级PFC变换器等结构的电源变换器还没有出现具备有源钳位功能的控制IC。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置，解决了现有的电源变换器开关损耗高、电压应力高导致的转换效率低、存在安全隐患，以及有源钳位实现成本高、适应性差的技术问题。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种有源钳位控制电路，包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；所述同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，用于实时检测电源变换器的同步整流状态，并输出同步整流控制信号；所述信号同步模块的同相输入端与所述同步整流模块连接，用于根据接收到的同步整流控制信号同步输出钳位控制信号；所述信号隔离模块的输入端与所述信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接，用于将钳位控制信号进行电气隔离后传输到所述钳位模块。
[0006]本基础方案基于现有的有源钳位控制电路，针对性的设置依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块，实时检测电源变换器的同步整流状态，进而在控制钳位模块执行电压钳位，以实现有源钳位，一方面配合电源变换器的功率开关管实现零电压开关，降低电路的开关损耗；另一方面钳位隔离变压器初级绕组（电源变换器）两端因漏电感而产生的尖峰电压，减小功率开关管的电压应力，降低功率开关管的损坏风险。
[0007]在进一步的实施方案中，所述同步整流模块包括同步整流控制器、同步整流管、第一电容、第一电阻；所述同步整流管的第一端与电源变换器的输出回路连接，所述同步整流管的控制
端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述同步整流控制器的检测输入端通过所述第一电阻与所述同步整流管的第一端连接，所述同步整流控制器的输出端还与所述信号同步模块连接，所述同步整流控制器的电源端VCC1通过所述第一电容与所述同步整流管的第二端连接。
[0008]本方案在电源变换器的输出回路连接接入同步整流管，利用其内置的寄生二极管实时检测是否存在脉冲电流，进而判断电源是否发生跳变；采用同步整流控制器进行跳变监测，并在检测到跳变时控制同步整流管导通或关断，同时输出同步整流控制信号进行钳位控制，电路检测精度高、反应灵敏。
[0009]所述信号同步模块包括栅极驱动器、第二电阻和第二电容，所述栅极驱动器至少具有同相输入端，所述同相输入端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述栅极驱动器还具有反相输入端，所述反相输入端接地；所述栅极驱动器的输出端依次通过第二电阻、第二电容与所述信号隔离模块的输入端连接；当所述栅极驱动器的同相输入端接收到来自所述同步整流控制器的正脉冲时，同步输出正脉冲信号作为钳位控制信号。
[0010]本方案将同步整流控制器的同步整流控制信号转换成高电压、高电流的钳位控制信号，以驱动钳位开关管，可以确保钳位开关管能够稳定地工作在开通状态或关闭状态。
[0011]在进一步的实施方案中，所述信号隔离模块包括驱动变压器，其原边绕组的同名端作为输入端与所述信号同步模块的输出端连接，其副边绕组作为输出端与所述钳位模块连接。本方案在钳位模块与信号同步模块之间串联驱动变压器，一方面可根据需求调整钳位控制信号的电压值，另一方面用于安全隔离，确保用户用电安全。
[0012]本专利技术提供一种电源变换器，包括上述的一种有源钳位控制电路；还包括隔离变压器、开关模块、钳位模块、滤波电容和主控制器，所述主控制器与所述开关模块的控制端连接；所述隔离变压器的初级绕组与电源正极输入端、开关模块、钳位模块连接；其次级绕组的一端作为输出端、还与所述滤波电容的正极连接，另一端与同步整流管的第一端连接；所述同步整流管的第二端与所述滤波电容的负极连接；所述钳位模块一端接入所述隔离变压器上初级绕组的输入端与电源输入端之间，控制端与信号隔离模块连接，用于根据钳位控制信号对所述隔离变压器上的初级绕组进行电压钳位。
[0013]在进一步的实施方案中，所述钳位模块的一端与电源正极输入端连接，另一端通过所述开关模块与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容；所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源正极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过所述开关模块与电源负极输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向所述充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组的电压钳位在预设值完成有源钳位。
[0014]在进一步的实施方案中，所述钳位模块的一端与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接，另一端与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容，所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源负极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组输入端的电压钳位在预设值完成有源钳位。
[0015]本方案在电源正极输入端与开关模块之间接入钳位开关管，或者设置并联在电源输入端上的钳位模块，建立有源钳位；利用充电电容的持续充电，将电压钳位在预设值（略高于输入电压加上输出电压乘以隔离变压器的初次级匝数比的数值位置），不仅可以实现零电压开关，降低功率开关管的关断损耗；还可以钳位变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，从而使功率开关管电压应力减小，降低功率开关管因耐压不足而损坏的风险；同时适配SEPIC变换器、Flyback和SEPIC结构的单级PFC变换器等结构的电源变换器，成本低廉。
[0016]在进一步的实施方案中，所述开关模块包括第一开关管和第四电阻，所述第一开关管的控制端与所述主控制器连接，所述第一开关管的第一端与所述钳位开关管的第二端、所述隔离变压器上初级绕组连接，所述第一开关本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有源钳位控制电路，其特征在于：包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；所述同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，用于实时检测电源变换器的同步整流状态，并输出同步整流控制信号；所述信号同步模块的同相输入端与所述同步整流模块连接，用于根据接收到的同步整流控制信号后同步输出钳位控制信号；所述信号隔离模块的输入端与所述信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接，用于将钳位控制信号进行电气隔离后传输到所述钳位模块。2.如权利要求1所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述同步整流模块包括同步整流控制器、同步整流管、第一电容、第一电阻；所述同步整流管的第一端与电源变换器的输出回路连接，所述同步整流管的控制端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述同步整流控制器的检测输入端通过所述第一电阻与所述同步整流管的第一端连接，所述同步整流控制器的输出端还与所述信号同步模块连接，所述同步整流控制器的电源端VCC1通过所述第一电容与所述同步整流管的第二端连接。3.如权利要求2所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述信号同步模块包括栅极驱动器、第二电阻和第二电容，所述栅极驱动器至少具有同相输入端，所述同相输入端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述栅极驱动器还具有反相输入端，所述反相输入端接地；所述栅极驱动器的输出端依次通过第二电阻、第二电容与所述信号隔离模块的输入端连接；当所述栅极驱动器的同相输入端接收到来自所述同步整流控制器的正脉冲时，同步输出正脉冲信号作为钳位控制信号。4.如权利要求1所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述信号隔离模块包括驱动变压器，其原边绕组的同名端作为输入端与所述信号同步模块的输出端连接，其副边绕组作为输出端与所述钳位模块连接。5.一种电源变换器，其特征在于，包括如权利要求1~4中任一项所述的一种有源钳位控制电路；还包括隔离变压器、开关模块、钳位模块、滤波电容和主控制器，所述主控制器与所述开关模块的控制端连接；所述隔离变压器的初级绕组与电源正极输入端、开关模块、钳位模块连接；其次级绕组的一端作为输出端、还与所述滤波电容的正极连接，另一端与同步整流管的第一端连接；所述同步整流管的第二端与所述滤波电容的负极连接；所述钳位模块一端接入所述隔离变压器上初级绕组的输入端与电源输入端之间，控制端与信号隔离模块连接，用于根据钳位控制信号对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤能文，何耀麟，鲁忠渝，
申请(专利权)人：天宝电子惠州有限公司达州市天宝锦湖电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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