[發明專利]有源鉗位反激控制器及其電力供應系統和控制方法

有效

• 申請號: 201710793205.3
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107800283B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 具官本;D·拉納
• 申請（專利權）人: 快捷半導體有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;G01R19/165
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦晨

技術領域

本公開涉及電力變換器并且尤其涉及使用有源鉗位反激拓撲的電力變換器。

背景技術

反激(flyback)變換器經常在交流到直流(AC/DC)變換中使用。在一些反激體系結構中，與同步驅動的高側晶體管串聯的有源鉗位電容器與反激變壓器的初級繞組并聯連接以平滑變換器的輸出。作為結果的變換器稱作有源鉗位反激(ACF)變換器。

當ACF變換器在穩定狀態下操作時，它將鉗位電容器兩端的鉗位電壓(V_CLAMP)維持在近似某個值，但是由于由漏電感電流而引起的充電和放電而導致在該值附近脈動。如果防止高側晶體管開關的故障發生，那么ACF變換器繼續像常規反激變換器一樣操作。然而，MOSFET具有將體(body)連接到源極端子而造成的寄生體二極管。因為不存在放電路徑，該體二極管使得V_CLAMP增加。鉗位電容器兩端的電壓的該積累將最終使得ACF變換器損壞或者另外出現故障。

附圖說明

通過參考附隨附圖，可以更好地理解本公開，并且它的許多特征和優點變得對本領域那些技術人員而顯然，其中：

圖1以部分框圖和部分示意圖的形式例示根據各種實施例的電力供應系統；

圖2例示示出圖1的電力供應系統的幾個信號的時序圖集合；

圖3以部分框圖和部分示意圖的形式例示可以用來實現圖1的V_CLAMP檢測電路和OVP電路的ACF控制器的簡化電路；

圖4例示圖1的ACF控制器的操作的流程圖；以及

圖5以部分框圖和部分示意圖的形式例示可以用來實現圖1和3的ACF控制器的ACF控制器。

不同附圖中相同標號的使用指示類似或者相同的項目。除非另外注釋，單詞“耦接”及其相關聯的動詞形式包括通過本領域中已知的手段的直接連接和間接電氣連接，并且除非另外注釋，直接連接的任何描述同樣暗示著使用適當形式的間接電氣連接的替代實施例。

具體實施方式

在本公開中，提供許多具體的細節，諸如電路、組件和方法的示例，以提供本發明的實施例的充分理解。然而，本領域普通技術人員將認識到，可以不使用具體細節的一個或多個來實踐這里描述的電路。在其他實例中，沒有示出或者描述眾所周知的細節以避免模糊本發明的諸方面。

圖1以部分框圖和部分示意圖的形式例示根據各種實施例的電力供應系統100。電力供應系統100是具有ACF拓撲的離線AC/DC變換器。電力供應系統100通常包括AC電壓源110、橋式整流器120、塊體電容器(bulk capacitor)130、反激變壓器140、初級側電路150(它在圖1中沒有指出)、次級側電路160、偏壓繞組電路170和ACF控制器180。

AC電壓源110具有第一端子和第二端子并且提供時變全波AC電壓。例如，AC電壓源110可以是110V_RMS、60赫茲(Hz)AC主電源或者220V_RMS、50Hz AC主電源。

橋式整流器120包括二極管122、124、126和128。二極管122具有連接到AC電壓源110的第一端子的陽極，以及陰極。二極管124具有連接到初級接地的陽極，以及連接到二極管122的陽極的陰極。二極管126具有連接到AC電壓源110的第二端子的陽極，以及連接到二極管122的陰極的陰極。二極管128具有連接到初級接地的陽極，以及連接到二極管126的陽極的陰極。

塊體電容器130具有連接到二極管122和126的陰極的第一端子，以及連接到初級接地的第二端子。

反激變壓器140是包括初級繞組141、次級繞組142和輔助繞組143的磁芯變壓器。同樣在圖1中示出漏電感144和磁化電感145。初級繞組141具有通過漏電感144耦接到二極管122和126的陰極的第一端，通過磁化電感145耦接到第一端的第二端，并且具有標注為“N_p”的線匝數量。次級繞組142具有第一端，以及連接到次級接地的第二端。輔助繞組143具有第一端，以及連接到初級接地的第二端。