[發明專利]全橋相移式零壓零流開關電源的可靠性控制電路

有效

• 申請號: 01105565.0
• 申請日: 2001-03-02
• 公開（公告）號: CN1373553A
• 公開（公告）日: 2002-10-09
• 發明（設計）人: 張波;徐波
• 申請（專利權）人: 深圳市中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/08;H02M7/00;H02M7/42
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種開關電源的可靠性控制電路，確切地說，涉及一種使全橋相移式零壓零流電路能夠穩定工作的可靠性控制電路。

隨著電力電子技術的發展，傳統的硬開關逆變電路已不能滿足設計人員和用戶的需求，因此，軟開關逆變電路應運而生。本發明涉及的即是一種目前應用日趨廣泛的全橋相移式零壓零流軟開關逆變電路(參見圖1所示)，該零壓零流軟開關逆變電路的工作原理和其具體的工作過程可參閱《電源技術應用》雜志(2000年第11期)，此處不再贅述。其中，二極管D5和D6是實現零壓零流軟開關的關鍵器件。

與傳統硬開關逆變電路不同的是，全橋相移式開關電源已生產出專用的控制集成電路芯片，如UC3879，UC3875，ML4818等。使用這些控制集成電路芯片的目的是根據調節器的輸出量直接產生四路相移式控制脈沖，分別送給橋式電路的四個開關器件(該輸出脈沖的工作原理可參見《UNITRODE?DATA?BOOK》和2000年第11期的《電源技術應用》雜志)。本發明也是使用專用集成電路芯片UC3879做為全橋相移式零壓零流開關電源的主控芯片。

通常使用的全橋相移式開關電源電路的主控芯片UC3879的外圍電路—調節器的電原理圖如圖2所示，該電路設有輸出采樣單元、控制給定單元和死區設置單元，開關電源中的控制給定端對應調節器的正相(+)輸入端Vg，輸出采樣單元對應調節器的反相(-)輸入端Vf，即開關電源中的控制給定電壓Vg經電阻R7至運算放大器IC2的正輸入端，開關電源的輸入反饋電壓Vf經電阻R6至運算放大器IC2的負輸入端，串聯的反饋電阻R5和電容C1則連接在運算放大器的負輸入端和其輸出端之間，經調節器IC2運算處理后，其輸出端的輸出電壓經過穩壓二極管VD1接至主控芯片IC1的comp端。通過主控芯片IC1內部的脈寬調制(PWM)電路可改變輸出信號的脈寬而控制開關電源的輸出電壓，使之處于穩定狀態。由圖2可見，全橋相移式開關電源的核心部分包括有主控芯片IC1及輸出電壓反饋調節器IC2。對于開關電源而言，在整流器穩定工作時，調節器IC2輸出的電壓是恒定的，該整流器的輸出電壓也保持不變，同時，電路中的各個器件也能穩定可靠地工作。也就是說，如果主控芯片IC1能夠按照零壓零流特性所需要的脈沖順序地給橋式電路的各個開關器件輸出相應的控制脈沖，則該開關電源的電路就能夠按照零壓零流的工作原理進行正常工作，該電路中的各個器件就不會損壞。

但是，圖2所示的核心控制電路的使用實踐證明，當整流器進行開機操作時，逆變電路中的阻斷二極管D5和D6經常被擊穿而損壞，導致如圖1所示的該零壓零流逆變電路不能正常工作。而且，因為每次開機操作都會導致二極管D5和D6的損壞，因此，只能從主控電路自身設計是否合理去尋找原因。當整流器開機后，控制電路投入工作，運算放大器IC2的輸出端向主控芯片IC1輸出控制電壓，但是，如果該控制電壓沒有被限幅，以及其輸出脈沖的死區時間沒有得到適當控制，則主控芯片IC1將會輸出占空比為100％的脈沖。此時，控制輸出脈沖的順序就不再是相移控制順序，橋式電路中的開關器件也不再處于相移工作狀態；由于阻斷二極管D5和D6不在零壓零流條件下開通和關斷時，將承受很大的電壓應力，所以，其總是被擊穿損壞而不能正常工作。

本發明的目的是提供一種全橋相移式零壓零流開關電源的可靠性控制電路，該電路可消除上述那種使全橋相移式零壓零流電路中的阻斷二極管經常在開機啟動及操作時發生過壓擊穿損壞的故障，使之能夠穩定可靠地工作。

本發明的目的是這樣實現的：其包括用于全橋相移式開關電源電路的主控芯片及其外圍電路—輸出電壓反饋調節器，其特征在于：該控制電路在輸出電壓反饋調節器的輸出端接設有箝位電阻，還設置有綜合考慮主控芯片特性和零壓零流電路要求而使之符合死區時間設計要求的死區電阻，以使該運算放大器的輸出電壓被限定在一特定電壓之內，該特定電壓將控制主控芯片輸出脈沖的占空度保持在一定范圍，使零壓零流開關電源工作時不會出現阻斷二極管擊穿損壞的故障。

其中的相移式開關電源電路的主控芯片的型號是UC3879。

其中的輸出電壓反饋調節器是由運算放大器和連接在該運算放大器的負輸入端和其輸出端之間串聯的反饋電阻和電容所組成，其輸出端再經過穩壓二極管VD1接至主控芯片的comp端。

其中的箝位電阻是連接在運算放大器的輸出端與地之間，以使其輸出電壓值將被限制在一定值。

上述的箝位電阻可以由并聯的兩個電阻所組成，以保證其工作的可靠性。