[發明專利]一種次級控制隔離型DC/DC變換器電路拓撲結構

在審

• 申請號: 202010442843.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111917300A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 梁寰宇;張石磊;鄒揚;宋敏燕;田麗麗;童魁;劉心漪;郝克鵬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發明的一種次級控制隔離型DC/DC變換器電路拓撲結構，基于次級控制隔離型DC/DC變換器的主功率回路包括輸入濾波電路、功率轉換電路、變壓器、整流電路、輸出濾波電路；還包括輸出過欠壓保護電路、脈寬控制器、取樣反饋電路、隔離電路、初級功能電路；其中，所述脈寬控制器位于隔離型DC/DC變換器的次級；本發明將脈寬控制電路和取樣反饋電路同時放置在隔離型DC/DC變換器的次級側，初級開關管驅動信號通過脈寬調制器或數字隔離器傳遞至初級；該拓撲結構的反饋信號無需通過隔離電路傳遞，適用于電壓型控制、峰值電流型控制、基于紋波的COT控制、V2C控制等控制方式，可有效提升DC/DC變換器的動態響應速度。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，具體涉及一種次級控制隔離型DC/DC變換器電路拓撲結構。

背景技術

隨著現代電子設備系統功能、載荷的增加，高壓大電流等DC/DC變換器的廣泛應用，對DC/DC變換器的負載躍變等動態性能提出了更高的要求。本發明/實用新型電路拓撲的取樣反饋電路與脈寬控制電路均位于隔離型DC/DC變換器輸出側，取樣與反饋響應速度更快。

隔離型DC/DC變換器作用是通過開關電源中的控制電路實現對功率轉換，將輸入電壓轉換為電子系統所需的不同輸出電壓、電流，同時輸入側與輸出側相互隔離的功率電路。功率電路部分隔離由功率變壓器實現，控制電路部分隔離通常由脈沖變壓器、數字隔離器、光電耦合器等實現。目前常用的電路拓撲結構通常將脈寬控制電路放在初級，通過脈沖變壓器或光電耦合器將次反饋信號傳遞至初級脈寬控制器實現閉環控制。由于反饋信號需要經隔離電路傳遞到初級，具有一定延時性，不利于提升負載躍變等動態特性。同時，采用同步整流方案時，次級整流管的的驅動信號，也需要通過脈沖變壓器傳遞到次級，造成電路復雜。

次級控制隔離型DC/DC變換器將脈寬控制器放置在負載側，取樣反饋誤差信號可以直接接入脈寬控制器，脈寬控制器的驅動輸出可直接用于驅動次級整流開關管，初級開關管的驅動信號通過脈沖變壓器或數字隔離器傳遞至初級側，并實現電氣隔離。該拓撲結構較初級控制拓撲結構更適用與采用同步整流方案的低壓大電流應用場合。

目前隔離型DC/DC變換器常用的控制方法主要有電壓控制方式和峰值電流控制方式，該兩種控制方式的反饋誤差信號通過隔離電路傳遞至初級側，實現閉環控制。為提升產品動態響應速度，基于紋波的COT控制、V2C控制等越來越多被應用于非隔離型DC/DC變換器。該類控制方式無需PI調節器，結構簡單。但需要精確的輸出紋波電壓或輸出電感紋波電流作為反饋信號，該類信號難以通過隔離電路精確傳遞到初級脈寬控制電路，并且由于延時等原因，制約了DC/DC變換器的動態響應速度。

發明內容

本發明提出的一種次級控制隔離型DC/DC變換器電路拓撲結構，可解決現有技術DC/DC變換器的動態響應效率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

基于次級控制隔離型DC/DC變換器的主功率回路，所述次級控制隔離型DC/DC變換器的主功率回路包括輸入濾波電路、功率轉換電路、變壓器、整流電路、輸出濾波電路；

還包括輸出過欠壓保護電路、脈寬控制器、取樣反饋電路、隔離電路、初級功能電路；

所述脈寬控制器位于隔離DC/DC變換器的次級；

其中，輸入濾波電路的輸出與功率轉換電路連接，功率轉換電路的輸出與變壓器的輸入端連接，變壓器的輸出與整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出與輸出濾波電路的輸入端連接，輸出濾波電路的輸出與取樣反饋電路的輸入端連接，取樣反饋電路的輸出端與脈寬控制電路的輸入端和隔離電路的輸入端相連；

同時，脈寬控制電路的輸出端與整流電路的輸入端和隔離電路的輸入端相連，隔離電路的輸出端與功率轉換電路的輸入端連接，輸出過欠壓保護電路的輸出端與初級功能電路的輸入端相連，初級功能電路的輸出端與輸隔離電路的輸入端相連。