[發明專利]一種變換器及其控制方法

在審

• 申請號: 201810479640.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108539988A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 李永昌;吳輝;王志燊;李斌華
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種變換器及其控制方法，在常規反激變換器的基礎上增加一個吸收網絡，在主開關管開通時，副邊整流二極管兩端電壓被鉗位在Vin/N+Vo(N為變壓器原副邊匝比，Vin為輸入電壓，Vo為輸出電壓)，使得副邊整流二極管的關斷損耗有所下降，并且吸收網絡中的能量會得到再次利用，從而提高反激變換器的轉換效率。

技術領域

本發明涉及一種變換器及其控制方法，特別涉及反激變換器及其控制方法。

背景技術

隨著技術的進步，功率變換器向著高頻、高效率、高功率密度方向發展。在功率變換器中，尤其是反激變換器，在硬開關狀態下工作時，開關損耗會隨著頻率上升而增加。為了提高變換器的效率，需降低變換器的開關損耗。對于反激變換器中的輸出整流二極管，當原邊開關管導通時，理論上承受的電壓應力為Vin/N+Vo(N為變壓器原副邊匝比N＝Np/Ns)。但是，由于變壓器副邊也存在漏感，實際上副邊漏感和輸出整流二極管的寄生電容發生諧振，從而使得輸出整流二極管所承受的電壓應力要大于Vin/N+Vo。對于工作在連續導通模式(CCM)的反激變換器，關斷階段因輸出整流二極管的電流和電壓存在交疊，并且輸出整流二極管所承受的反向電壓越高其關斷損耗就越大，從而會降低反激變換器的轉換效率。

因此，通過減少副邊整流二極管關斷階段的諧振電壓峰值，這樣就可以減少輸出整流二極管的關斷損耗，提高反激變換器的轉換效率。

所以根據傳統的依據，反激電路，包含有源鉗位反激電路，也存在如下問題：

主開關管開通階段時，副邊整流二極管因存在漏感而導致其所承受的反向電壓值較高(相對于穩態電壓值)，造成輸出整流二極管關斷損耗大，減低了變換器的轉換效率。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種變換器及其控制方法，在常規反激變換器的基礎上增加一個吸收網絡，使主開關管開通時，副邊整流二極管兩端電壓被鉗位在約等于Vin/N+Vo(N為變壓器原副邊匝比，Vin為輸入電壓，Vo為輸出電壓)處，使得副邊整流二極管的關斷損耗有所下降，并且吸收網絡中的能量會得到再次利用，從而提高反激變換器的轉換效率。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種變換器的控制方法，當反激拓撲中的主開關管關斷前，通過開通吸收網絡中的開關管，使得吸收網絡中的電容釋放一部分能量到變壓器，使得電容兩端的電壓有所下降，為下一周期吸收反激拓撲中的整流二極管兩端的尖峰電壓作準備，此尖峰電壓是由變壓器的漏感能量施加在整流二極管兩端而產生的；當下一周期反激拓撲中的主開關管開通時，原邊電壓感應到副邊，使得變壓器副邊的電壓快速變化。由于副邊存在漏感，從而會使得變壓器副邊輸出端的電壓快速變化。當變壓器副邊輸出端電壓上升到大于鉗位電容電壓，此時吸收網絡中的開關管上的體二極管導通，在這一階段吸收網絡中的電容相當于并聯在副邊輸出側，從而吸收了由副邊漏感引起的諧振電壓，使得副邊整流二極管所承受的反向電壓被鉗位為吸收電容電壓加上輸出電壓。又因為吸收電容電壓在Vin/N的小范圍內波動，波動幅值非常小可忽略，故可知輸出整流二極管在主開關管關斷階段所承受的反向電壓為Vin/N+Vo，從而減少了整流二極管的關斷損耗，提高了變換器的轉換效率。

為了達到上述的目的，本發明通過以下技術措施實現的：一種變換器，包含反激拓撲、吸收網絡和控制及驅動電路，反激拓撲的輸入端連接輸入電壓，反激拓撲的輸出端連接負載；控制及驅動電路的輸入端連接反激拓撲的輸出端，采樣并反饋反激拓撲的輸出電壓；控制及驅動電路的第一路輸出端輸出驅動信號G1驅動反激拓撲中的主開關管的開通和關斷，控制及驅動電路的第二路輸出端輸出驅動信號G2驅動吸收網絡中的開關管的開通和關斷；吸收網絡并聯在反激拓撲中的變壓器的副邊繞組的兩端。

優選的，所述的反激拓撲包括變壓器T1、輸入電容C1、輸出濾波電容C3、電容C4、電阻R1、電阻R2、二極管D1、二極管D2和主開關管Q1；