[發明專利]一種開關電源中動態磁平衡調整電路及開關電源

有效

• 申請號: 201010119167.1
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101771360A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 于小冬;徐曙東
• 申請（專利權）人: 北京嘉昌機電設備制造有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及磁平衡調整技術領域，特別涉及一種開關電源中動態磁平衡調 整電路及開關電源。

背景技術

開關電源具有體積小，效率高以及電流大的優點，因此被廣泛應用于手機 充電器和筆記本電腦適配器等場合。

開關電源的逆變電路中均會產生偏磁，下面簡單介紹下偏磁現象產生的原 因。參見圖1，該圖為現有技術中解決偏磁的調整電路。其中，四個開關管 IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT分別位于四個橋臂上，并且每個開關管反向 并聯一個二極管。

由于全橋逆變電路中的四個開關管導通的時間不一致，這樣磁滯不能完全 抵消，導致變壓器中有直流分量。當直流分量積累到一定程度時，會造成變壓 器的鐵心飽和。

目前，解決偏磁的方法是在變壓器的初級繞組上串聯一個電容C。當全橋 逆變電路工作時，電容C上下交叉的開關管閉合。此時，電路中產生的偏磁 可以通過電容C來解決，因為電容C有隔直作用。

雖然這種方法簡單易行，但是還存在缺點。在幾個開關周期中，電容C 能起到很好的隔直抗偏磁的作用，但是從全橋逆變電路長期的工作來看，用這 種方法抗偏磁并不徹底。因為電容C可以把變壓器中多余的直流分量進行分 配，但是每次分配并不是完全均衡的，所以它很難消除長期的直流電荷的累積。 當直流電荷累積到一定程度，會產生新的磁通不平衡，造成變壓器的鐵心飽和。 這時逆變電路就會損壞，這也正是開關電源有一個固有的損壞概率的主要原 因。

發明內容

本發明要解決的技術問題是一種開關電源中動態磁平衡調整電路及開關 電源，能夠有效調整偏磁，提高工作可靠性。

本發明提供一種開關電源中動態磁平衡調整電路，應用于半橋逆變電路 中，包括：第一采樣單元、第二采樣單元、比較單元和控制單元；

所述第一采樣單元，用于采集半橋逆變電路的上下橋臂的中點電壓，將該 中點電壓發送至所述比較單元；

所述第二采樣單元，用于采集整流后電壓的中點值，將該中點值發送至所 述比較單元；

比較單元，用于將所述中點電壓和中點值進行比較，并將比較結果發送給 所述控制單元；

所述控制單元，當所述比較結果為所述中點電壓大于所述中點值時，用于 減小驅動上橋臂開關管的脈沖的占空比，直到所述中點電壓等于所述中點值； 當所述比較結果為所述中點電壓小于所述中點值時，用于減小驅動下橋臂開關 管的脈沖的占空比，直到所述中點電壓等于所述中點值。

優選地，所述比較單元包括第一電壓比較器、第二電壓比較器和第三電壓 比較器；

所述中點電壓輸入所述第一電壓比較器的負輸入端，所述中點值輸入所述 第一電壓比較器的正輸入端；

所述第一電壓比較器的輸出端連接所述第二電壓比較器的負輸入端；所述 第二電壓比較器的正輸入端連接參考電壓；所述第二電壓比較器的輸出端通過 電阻連接所述控制單元的第一輸入端；

所述第二電壓比較器的輸出端連接所述第三電壓比較器的負輸入端；所述 第三電壓比較器的正輸入端連接所述參考電壓；所述第三電壓比較器的輸出端 通過電阻連接所述控制單元的第二輸入端。

優選地，所述控制單元包括主控芯片和整形驅動芯片；

所述主控芯片的第一輸出端和所述控制單元的第一輸入端信號疊加以后 輸入所述整形驅動芯片的第一輸入端；

所述主控芯片的第二輸出端和所述控制單元的第二輸入端信號疊加以后 輸入所述整形驅動芯片的第二輸入端；

所述整形驅動芯片的第一輸出端信號作為驅動上橋臂開關管的脈沖；

所述整形驅動芯片的第二輸出端信號作為驅動下橋臂開關管的脈沖。

優選地，所述第一采樣單元包括容值相同的第一橋臂電容和第二橋臂電 容，所述第一橋臂電容和第二橋臂電容串聯后與所述半橋逆變電路的上下橋臂 并聯；

所述中點電壓為所述第一橋臂電容和第二橋臂電容的公共端的電壓。

優選地，所述第二采樣單元包括阻值相同的第一電阻和第二電阻，所述第 一電阻和第二電阻串聯后與所述半橋逆變電路的上下橋臂并聯；

所述中點值為所述第一電阻和第二電阻的公共端的電壓。

本發明還提供一種開關電源中動態磁平衡調整電路，應用于全橋逆變電路 中，包括：第一采樣單元、第二采樣單元、比較單元和控制單元；