【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源ic领域，尤其涉及一种有源钳位反激变换器以及实现自适应零电压开关的控制方法。
技术介绍
1、有源钳位反激变换器是一种结构简单、成本较低的高效率开关电源转换器，相对于传统的rcd钳位结构有着很大的优势，通过控制其额外的钳位功率管，不但可以回收损耗在rcd钳位网络中的漏感能量还可以实现主功率管的零电压开通(zvs)，这大大的提高了系统的转换效率。但是由于随着变换器输入输出电压、输出负载和开关频率的变化，固定的钳位功率管导通时间无法满足系统的零电压开通条件，出现非零电压开通的情况或者产生过大的励磁电感峰值电流，进而造成较大的导通损耗和磁芯损耗。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：针对有源钳位反激变换器主功率管的零电压开通问题，设计了一种自适应的钳位功率管开通时间调节方法及电路。
2、本专利技术技术方案：一种适用于有源钳位反激变换器的自适应zvs控制方法，包括：
3、采样当前开关周期有源钳位反激变换器的主功率管导通时刻的漏源电压，通过采样到的漏源电压产生系统的零电压开通信号；
4、通过判断得出的零电压开通信号动态调整加减计数器内的逻辑信号；
5、通过所产生的逻辑信号生成用于控制钳位功率管导通的pwm电压信号。
6、优选的，采用峰值电流控制模式，由电流峰值触发主功率管关断，所述生成用于控制钳位功率管导通的pwm电压信号经过固定死区时间后触发钳位功率管打开，再经过自适应的导通时间后钳位功率管关断，然后
7、一种适用于有源钳位反激变换器的自适应zvs控制电路,包括：
8、zvs检测模块，用于检测有源钳位反激变换器的主功率管在开通时其漏源电压是否为零，将每个周期的检测结果发送至加减计数器模块；
9、加减计数器模块，根据zvs检测模块输出的检测结果进行加减计数并产生多位逻辑信号传输至至自适应pwm产生器模块；
10、自适应pwm产生器模块，通过加减计数器模块产生的多位逻辑信号来产生自适应可调的pwm输出信号，进而控制钳位功率管的导通时间。
11、优选的，所述自适应pwm产生器模块包括总电容c、晶体管、rs触发器、与门and；
12、输入信号vin连接至rs触发器的置位端再通过反相器inv1连接到开关管mn1，mn1两端分别连接总电容c和地；总电容c的另一端连接一个恒流源idc，另外通过反相器inv2和inv3连接至rs触发器的复位端；反相器inv2和rs触发器的输出端共同连接与门and的输入端，与门的输出端为总输出端；
13、所述总电容c由c1-c9组成，其中c2-c9分别串联一个晶体管q0-q7、与c1构成一个9路并联结构并联到mn1两端，c2-c9分别通过一个晶体管q0n-q7n短路到地，16个晶体管q0-q7、q0n-q7n分别由八位逻辑信号和其逻辑非信号控制。
14、优选的，输入信号vin为一个上升沿触发信号，输出信号为一个可变脉宽的pwm信号通过设置单位电容大小和充电电流实现每步的pwm脉宽调节范围。
15、优选的，电容c1-c9的比例依次为1：1：2：4：8：16：32：64：128。
16、优选的，所述zvs检测模块通过一个钟控比较器实现，其输入端分别为主功率管的漏端电压和一个基准电压，触发端接主功率管的驱动信号；钟控比较器的输出端接加减计数器。
17、优选的，钟控比较器的触发信号为主功率管驱动信号的上升沿，钟控比较器的输出作为加减计数器的加减判断信号。
18、优选的，当钟控比较器输出的信号为高电平时，加减计数器加1，自适应pwm产生器模块将下一个周期的输出信号脉宽增加一个步长，当钟控比较器的输出为低电平时，加减计数器减1，自适应pwm产生器模块将下一个周期的输出信号脉宽减少一个步长。
19、优选的，加减计数器的触发信号包括但不局限于主功率管驱动信号的下降沿，所述触发信号在钟控比较器比较结束后至钳位功率管开启前的任何时刻。
20、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
21、根据本公开的实施例的用于控制有源钳位反激开关电源钳位功率管导通时间的方法，可以自适应调整钳位功率管的导通时间，进而精确的控制变压器原边的最大反向谐振电流im(-)的大小，使得到的im(-)可以精准的实现主功率管在任何工况下的零电压开通(zvs)，有效提升变换器在不同工况下的转换效率。
22、通过在每个开关周期进行零电压开通检测，该控制信号可以精确的调整钳位功率管的导通时间以实现系统在所有工况下的零电压开通，有效降低功率管开关损耗，提升转换器效率。
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1.一种适用于有源钳位反激变换器的自适应ZVS控制方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用峰值电流控制模式，由电流峰值触发主功率管关断，所述生成用于控制钳位功率管导通的PWM电压信号经过固定死区时间后触发钳位功率管打开，再经过自适应的导通时间后钳位功率管关断，然后经过固定死区时间后打开主功率管，整个工作过程中无固定时钟信号参与。
3.一种适用于有源钳位反激变换器的自适应ZVS控制电路,其特征在于包括：
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：所述自适应PWM产生器模块包括总电容C、晶体管、RS触发器、与门AND；
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于：输入信号VIN为一个上升沿触发信号，输出信号为一个可变脉宽的PWM信号通过设置单位电容大小和充电电流实现每步的PWM脉宽调节范围。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于：电容C1-C9的比例依次为1：1：2：4：8：16：32：64：128。
7.根据权利要求4所述的电路，其特征在于：所述ZVS检测模块通过一个钟控比较器实
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于：钟控比较器的触发信号为主功率管驱动信号的上升沿，钟控比较器的输出作为加减计数器的加减判断信号。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于：当钟控比较器输出的信号为高电平时，加减计数器加1，自适应PWM产生器模块将下一个周期的输出信号脉宽增加一个步长，当钟控比较器的输出为低电平时，加减计数器减1，自适应PWM产生器模块将下一个周期的输出信号脉宽减少一个步长。
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于：加减计数器的触发信号包括但不局限于主功率管驱动信号的下降沿，所述触发信号在钟控比较器比较结束后至钳位功率管开启前的任何时刻。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于有源钳位反激变换器的自适应zvs控制方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用峰值电流控制模式，由电流峰值触发主功率管关断，所述生成用于控制钳位功率管导通的pwm电压信号经过固定死区时间后触发钳位功率管打开，再经过自适应的导通时间后钳位功率管关断，然后经过固定死区时间后打开主功率管，整个工作过程中无固定时钟信号参与。
3.一种适用于有源钳位反激变换器的自适应zvs控制电路,其特征在于包括：
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：所述自适应pwm产生器模块包括总电容c、晶体管、rs触发器、与门and；
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于：输入信号vin为一个上升沿触发信号，输出信号为一个可变脉宽的pwm信号通过设置单位电容大小和充电电流实现每步的pwm脉宽调节范围。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于：电容c1-c9的比例依次为1：...
【专利技术属性】
技术研发人员：金箫，张龙，李虎明，蒋敏强，杨佳音，曹军，杨婉婷，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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