[發(fā)明專利]一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710288928.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107086789B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯能文;朱昌亞;洪光岱
• 申請（專利權(quán)）人: 天寶電子（惠州）有限公司;惠州市錦湖實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 章蘭芳

本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器，設(shè)有接入供電電源的電源輸入正極端、電源輸入負(fù)極端和接出負(fù)載的電源輸出正極端、電源輸出負(fù)極端，還設(shè)有開關(guān)控制器，將原有的開關(guān)控制器、開關(guān)管、諧振電容Cr、變壓器、整流管、極性電容，與增設(shè)的二極管、變壓器、開關(guān)管和僅由電阻、電容、三極管和穩(wěn)壓管組成的準(zhǔn)諧振控制電路重新搭建成開關(guān)電源變換器的內(nèi)部電路。實(shí)施本發(fā)明提供的一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器，極大地降低了開關(guān)電源變換器的開關(guān)損耗，變換器的轉(zhuǎn)換效率高；避免了流過開關(guān)管的電流過大，從而保護(hù)開關(guān)管不被損壞；整流管實(shí)現(xiàn)軟開通，效率高，無電壓尖峰，EMI特性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器。

背景技術(shù)

目前，反激式開關(guān)電源變換器多采用固定頻率的PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制模式和可變頻率的PFM(脈沖頻率調(diào)制)準(zhǔn)諧振控制模式，在常規(guī)的PWM控制模式的電源變換器中，功率開關(guān)管處于硬開關(guān)狀態(tài)，不是零電壓關(guān)斷，開關(guān)損耗大，電源變換器的轉(zhuǎn)換效率低；在可變頻率的PFM準(zhǔn)諧振開關(guān)模式電源變換器中，功率開關(guān)管在諧振電容Cr兩端的諧振電壓波的波谷底處導(dǎo)通，能降低部分開通損耗，而在開關(guān)管關(guān)斷時，開關(guān)管兩端電壓從零快速上升，開關(guān)管電流從最大處快速下降，因此，開關(guān)管兩端電壓和電流不可避免存在重疊區(qū)，電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開關(guān)損耗，該損耗隨開關(guān)頻率的提高而急速增加。

無論是固定頻率的PWM控制模式和可變頻率的PFM準(zhǔn)諧振控制模式，其在功率開關(guān)管關(guān)斷后，變壓器初級電感繞組儲存的能量切換到次級電感繞組，變壓器次級繞組的反激電壓快速上升直到高于輸出電壓，此時次級整流二極管導(dǎo)通，在這個過程中，次級電感繞組的感生電流由最小增到最大的變化率很大，而整流二極管從截止到導(dǎo)通需要恢復(fù)時間，因此，高頻工作時會帶來整流二極管導(dǎo)通時的較大損耗和尖峰電壓，從而使二極管電壓應(yīng)力高，使電源EMI(電磁干擾)特性不良。為了降低整流二極管導(dǎo)通時的電流變化率，一般采用整流二極管串聯(lián)電感來實(shí)現(xiàn)，但電感在整流管導(dǎo)通期內(nèi)儲存了能量，在整流管關(guān)斷時需要反向釋放，會增大整流管關(guān)斷時的尖峰和損耗。

在反激式開關(guān)電源變換器中，要將高頻開關(guān)的開關(guān)管的關(guān)斷損耗降低，需要降低電壓和電流的變化率，一般主要通過在開關(guān)管兩端并聯(lián)電容降低電壓和電流的變化率，或者采用有源鉗位電路來降低關(guān)斷損耗，而在開關(guān)管兩端并聯(lián)電容在開關(guān)管關(guān)斷期內(nèi)儲存的部分能量將會在開關(guān)管開通的時候直接短路電容，將帶來很大的損耗甚至損壞開關(guān)管，而采用有源鉗位電路則控制復(fù)雜，降低關(guān)斷損耗的效果非常有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器，通過將原有的開關(guān)控制器、開關(guān)管、諧振電容、變壓器、整流二極管、極性電容，與增設(shè)的二極管、變壓器、開關(guān)管和僅由電阻、電容、三極管和穩(wěn)壓管組成的準(zhǔn)諧振控制電路重新搭建成開關(guān)電源變換器的內(nèi)部電路以保證原開關(guān)管的零電壓關(guān)斷和原次級整流管的電流及電壓較小的變化率的技術(shù)問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種次級控制準(zhǔn)諧振的開關(guān)電源變換器，設(shè)有接入供電電源的電源輸入正極端、電源輸入負(fù)極端和接出負(fù)載的電源輸出正極端、電源輸出負(fù)極端，還設(shè)有開關(guān)控制器，所述電源輸入負(fù)極端連接所述開關(guān)控制器的電源負(fù)端和電流偵測電阻的一端，所述電流偵測電阻的另一端連接所述開關(guān)控制器的開關(guān)電流偵測端和第一開關(guān)管的電壓輸出端，所述第一開關(guān)管的控制端連接所述開關(guān)控制器的開關(guān)控制輸出端，所述第一開關(guān)管的電壓輸入端連接第一變壓器的初級繞組的異名端，所述第一變壓器的初級繞組的同名端連接所述電源輸入正極端；

所述第一變壓器的次級繞組的異名端、第一二極管的陽極、準(zhǔn)諧振控制電路的電源正端、第二二極管的陰極、極性電容的正極端連接所述電源輸出正極端，所述第一二極管的陰極連接諧振電容后連接所述第一變壓器的次級繞組的同名端、次級整流管的整流輸入端和所述準(zhǔn)諧振控制電路的控制信號輸入端；