[發明專利]開關電源和開關電源控制方法

有效

• 申請號: 201310116136.4
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103219892A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉旭君
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 黃厚剛

技術領域

本發明涉及開關電源領域，特別涉及一種開關電源和開關電源控制方法。

背景技術

隨著通信技術的發展，產生了越來越多的信息，為了快速傳遞和處理這些信息，必須提高數字計算機CPU的處理速度。隨著CPU處理速度的提高，對電源的性能要求也越來越高，傳統的硬開關已經不能滿足電源高工作頻率、高轉換效率的要求了，各種軟開關技術應運而生。

現有技術中提供了一種不對稱半橋式開關電源，如圖1所示，Q1、Q2組成一個半橋，Q3為同步整流開關，Q1、Q2、Q3均由控制電路輸出的PWM信號控制其開關狀態。Lr，Cr組成的諧振電路，由Q1、Q2組成的半橋驅動。具體的工作流程為：Q1開通時，V1通過諧振電路加至變壓器，此時副邊開關Q3關斷，沒有電流，原邊電流在變壓器磁芯里存儲能量，接下來，Q1關斷，Q2開通，Q3也開通，電流流過Cr，Lr，和T1，Cr和Lr諧振，使得電流呈半正弦波狀，電流折射到副邊，通過Q3給電容Co充電，Co對電壓進行平滑濾波，得到輸出電壓Vo，Vo給負載RL供電，同時輸出電壓被采樣反饋給控制電路，控制電路根據反饋回來的信號，控制開關占空比，從而穩定輸出電壓。

由于現有的控制電路是由傳統的PWM（Pulse?Width?Modulation，脈沖寬度調制）控制，傳統的PWM的特點是：頻率不變，導通時間和關斷時間同時變化，當輸入電壓為48V時的同步整流管Q3實現了零電流開關,但當輸入電壓升到60v時，開關時刻電流成了較大的負值，不能實現零電流開關，導致電源上的損耗增加，降低了開關電源的可靠性。

發明內容

為了提高開關電源的可靠性，本發明實施例提供了一種開關電源和開關電源控制方法。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種開關電源，包括：原邊電路、變壓器組、副邊電路、采樣反饋電路和控制電路，N為大于1的自然數；

其中，所述變壓器組包括N個變壓器，所述副邊電路包括N個整流開關，所述原邊電路包括N個橋臂和N個電容，所述N個電容分別與所述N個變壓器的原邊繞組串聯；

所述控制電路，用于發出N對控制所述N個橋臂的第一控制信號和N個控制所述整流開關的第二控制信號，其中，所述每對第一控制信號中，一個控制信號的高電平寬度為第一固定值，低電平寬度可調節，另一個控制信號的低電平寬度為第二固定值，高電平寬度可調節，所述每個橋臂由所述每對第一控制信號控制開與關，所述相鄰的兩對第一信號的相位差為360/N度；

所述每個橋臂用于在接收到所述第一控制信號后，驅動所述相應的變壓器和所述相應的電容的工作，以得到所述副邊電路的輸出電壓；

所述采樣反饋電路，用于對所述原邊電路的電容的電壓或所述副邊電路的輸出電壓進行采樣，并將所述采樣信號反饋給所述控制電路,所述控制電路還用于在收到所述采樣信號后，根據所述采樣信號控制所述每個橋臂的信號的占空比和頻率，以穩定所述輸出電壓。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，所述每個橋臂包括至少一對開關管，所述每對開關管串聯在一起。

在第一種可能的實施方式中的第二種可能的實施方式，所述每對開關管的驅動信號互補，且存在死區時間。

在結合第一方面，或是在第一方面的第一種可能的實施方式中，或是在第一種可能的實施方式中的第二種可能的實施方式中的第三種可能的實施方式，當所述采樣反饋電路位于所述原邊電路上時，所述采樣反饋電路對所述電容兩端的電壓分別進行采樣，得到采樣信號。

第二方面，提供了一種開關電源的控制方法，所述方法包括：

所述控制電路發出N對控制所述N個橋臂的第一控制信號和N個控制所述整流開關的第二控制信號，其中，所述每對第一控制信號中，其中一個控制信號的高電平寬度為第一固定值，低電平寬度可調節，另一個控制信號的低電平寬度為第二固定值，高電平寬度可調節，所述每個橋臂由所述每對第一控制信號控制開與關，所述相鄰的兩對第一信號的相位差為360/N度；

所述每個橋臂在接收到所述第一控制信號后，驅動所述相應的變壓器和所述相應的電容的工作，以得到所述副邊電路的輸出電壓；

所述采樣反饋電路對所述原邊電路的電壓或所述副邊電路的電壓進行采樣，并將所述采樣信號反饋給所述控制電路,所述控制電路還用于在收到所述采樣信號后，根據所述采樣信號控制所述每個橋臂的信號的占空比和頻率，以穩定所述輸出電壓。