[發明專利]一種提高反激式諧振開關電源CCM模式轉換效率的方法

有效

• 申請號: 201711474027.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109995220B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 孫偉鋒;陶蓉蓉;王浩;肖金玉;蘇巍;徐申;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

一種提高CCM模式下反激式諧振開關電源轉換效率的控制方法，基于軟開關反激諧振電路的控制系統，包括電流檢測模塊、狀態檢測模塊、輸出反饋模塊、PWM模塊以及驅動模塊構成的控制系統與受控的開關電源連接起來構成閉環，該控制系統基于ONOFF控制方法，在軟啟動狀態或ONOFF狀態下對開關電源進行控制。電流檢測模塊、輸出反饋模塊采集實現恒壓算法的基本參數，狀態檢測模塊用于檢測電路工作狀態：軟啟動狀態和ONOFF狀態，PWM模塊基于兩個不同的工作狀態對開關控制信號duty進行調制，經驅動模塊輸出合適的占空比，從而實現開關電源效率的提升。

技術領域

本發明涉及開關電源領域，尤其涉及一種提高反激式準諧振開關電源CCM(電流連續模式)模式的轉換效率的控制方法。

背景技術

開關電源一直朝著小型化、高頻化、模塊化、輕量化的方向發展。隨著開關電源工作頻率的不斷上升，由于開關頻率增大造成的開關損耗逐漸成為了一個嚴重的問題。因此，在開關電源的設計中，而需要仔細分析和處理開關損耗問題。

在諧振軟開關電路中，理想狀態下開關器件可以實現在零電壓或零電流條件下切換，開關損耗為零。由此，在采用同一類型開關器件的條件下，諧振軟開關電路的工作頻率可以高出一個或幾個數量級。采用準諧振技術控制開關管，使其在開關管兩端電壓最小時開通，在原邊電流為零時關斷開關管，可以很大程度地減少開關損耗，相比傳統的反激式開關電源，可以很大程度提高效率；同時開通過程中因開關管承受的電壓較低，產生的dv/dt也小，于是產生的EMI更小，可以有效減少電磁干擾等問題。另外，由于開關器件在零電壓或零電流條件下動作，開關器件的動態過程大為改觀，這也使得散熱器尺寸有效減小，即可以明顯減小設備尺寸及重量，開關器件可在高可靠性和高效率條件下工作。總而言之，準諧振開關技術具有很多優點,代表了開關電源的一個發展方向。而達到以上所述優點的前提就是準諧振開關電源電路中開關器件可以實現在準ZCS(零電流)或準ZVS(零電壓)條件下切換，所以，精確實現開關器件在準ZCS(零電流)或者準ZVS(零電壓)條件下切換，最大化降低開關損耗，便是設計的難點所在。

發明內容

為克服現有技術的局限和不足，本發明提出了一種提高反激式諧振開關電源CCM模式轉換效率的方法，在CCM模式反激式諧振開關電源中精確實現原邊MOS管的ZCS(零電流)關斷以及準ZVS(零電壓)開啟，最大化降低原邊MOS管的開關損耗，達到電源效率的提高。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種提高反激式諧振開關電源CCM模式轉換效率的方法，基于軟開關反激諧振電路的控制系統，其特征在于：包括電流檢測模塊、狀態檢測模塊、PWM模塊、輸出反饋模塊以及驅動模塊構成的控制系統與受控的開關電源連接起來構成閉環，該控制系統基于ONOFF控制方法，在軟啟動狀態或ONOFF狀態下對開關電源進行控制，其中：

電流檢測模塊用于采集實現恒壓算法的基本參數，包括一個比較器COMP1和一個D觸發器D1，比較器COMP1的正端連接原邊采樣電阻電壓Vs，負端接地，比較器COMP1輸出信號VCOMP1連接D觸發器D1的D輸入端，D觸發器D1的時鐘端連接時鐘信號CLK，作為系統的工作時鐘CK，D觸發器D1的輸出端Q輸出信號VCOMP1’，比較信號VCOMP1和VCOMP1’均輸出給狀態檢測模塊和PWM模塊；