不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法，该反激变换器包括：变压器；第一开关管和第二开关管；第一电感和第一电容，与原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；采样单元，与第一电容连接以获得谐振回路的谐振电流的采样信号；以及控制电路，用于控制第一开关管和第二开关管的导通状态，其中，控制电路与采样单元相连接以获取采样信号，在谐振电流超过预定值时关断第二开关管。本发明专利技术能够有效的检测出不对称半桥反激变换器的第二开关管导通期间电路出现大电流的时刻，进而提前关断第二开关管，有效的抑制了因输出负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。统的可靠性。统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法


[0001]本专利技术涉及开关电源
，具体涉及一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术应用的快速发展，人们对开关变换器的小体积、高效率和高可靠性要求越来越高。反激变换器由于其拓扑简单、元器件少、成本低廉等特点，在小功率开关电源中被广泛运用。但由于普通反激变换器原边开关管的硬开关，以及漏感能量的消耗无法回收，导致损耗较大，因此限制了中小功率变换器的效率和体积。
[0003]与常规的PWM或准谐振反激变换器相比，不对称半桥反激变换器(Asymmetric half bridge Converter，简称AHB)既具有较低的电压应力，同时又能够利用漏感的能量来实现开关管的零电压开启，实现了漏感能量的回收和高效率，并且容易实现自驱动同步整流，在有效提升效率的同时减小变压器体积，成为一个比较好的应用方案。
[0004]目前常规的不对称半桥反激变换器的电路结构如图1a和1b所示。在稳态下，不对称半桥反激变换器中第一电容Cr的平均电压(记为Vc1)存在如下关系式：
[0005]Vc1＝N*Vo...................(1)，
[0006]其中，N为不对称半桥反激变换器中变压器TR原副边绕组的匝数比，Vo为不对称半桥反激变换器的输出电压。
[0007]但是在瞬态下，例如输出短路、或者快充应用中进行输出调压的状态下，第一电容Cr的电压Vc1会和其在稳态下的正常值N*Vo之间存在很大差异，进而在第一开关管开通时刻，会在变压器TR的原边绕组Np和副边绕组Ns上产生很大的电流尖峰，容易给不对称半桥反激变换器中的功率器件和系统可靠性带来很大的风险。
[0008]因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法，能够有效的检测出不对称半桥反激变换器的第二开关管导通期间电路出现大电流的时刻，进而通过控制第二开关管提前关断，有效的抑制了因输出负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。
[0010]根据本公开第一方面，提供了一种不对称半桥反激变换器，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组；
[0011]第一开关管和第二开关管，串联连接在输入端与参考地之间；
[0012]第一电感和第一电容，与所述原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；
[0013]采样单元，与所述谐振回路连接以获得表征所述谐振回路的谐振电流的采样信号；以及
[0014]控制电路，与所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接，用于控制所述第
一开关管和所述第二开关管的导通状态，
[0015]其中，所述控制电路与所述采样单元相连接以获取所述采样信号，在所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
[0016]可选地，所述第一电感、所述原边绕组和所述第一电容串联于所述第二开关管的漏极与所述第二开关管的源极之间；以及
[0017]所述第一开关管的漏极与输入端连接，所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极与参考地连接。
[0018]可选地，所述第一电感、所述原边绕组和所述第一电容串联于所述第二开关管的漏极与所述第二开关管的源极之间；以及
[0019]所述第二开关管的漏极与输入端连接，所述第二开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与参考地连接。
[0020]可选地，所述采样单元对所述第一电容的电流信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
[0021]可选地，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
[0022]连接于所述第一电容和参考地之间的采样电阻，所述采样单元从所述第一电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，其中，当所述采样信号小于第一预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
[0023]可选地，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量的分流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
[0024]依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第二电容和采样电阻，所述采样单元从所述第二电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，其中，当所述采样信号小于第二预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
[0025]可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号大于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
[0026]可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压变化量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
[0027]依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第一电阻和第三电容，所述采样单元基于所述第一电阻两端的电压差获得所述采样信号，其中，当所述采样信号大于第三预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
[0028]可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压变化率采样获得所述采样信号，其中，当所述采样信号大于第四预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
[0029]可选地，所述采样单元对流过所述第一电感的电流量采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于第五预设阈值时关断所述第二开关管。
[0030]可选地，所述采样单元对所述第一电感两端的电压变化率采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号大于第六预设阈值时关断所述第二开关管。
[0031]可选地，当所述第一开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第一开关管的源极共地连接；
[0032]当所述第二开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第二开关管的源
极共地连接。
[0033]根据本公开第二方面，提供了一种不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法，所述不对称半桥反激变换器包括构成半桥的第一开关管和第二开关管，与所述第二开关管构成谐振回路的第一电感、第一电容和变压器中的原边绕组，采样单元和控制电路，其中，在每个开关周期内，所述尖峰电流抑制方法包括：
[0034]采样所述谐振回路的电信号以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号；
[0035]基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值，在判定所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
[0036]可选地，在所述第一开关管导通期间，基于所述采样信号获得所述第一开关管的关断时刻；在所述第二开关管导通期间，基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值。
[0037]可选地，采样所述第一电容的电流信号，以获得所述采样信号，
[0038]当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
[0039]可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法，所述不对称半桥反激变换器包括构成半桥的第一开关管和第二开关管、与所述第二开关管构成谐振回路的第一电感、第一电容和变压器中的原边绕组、采样单元和控制电路，其中，在每个开关周期内，所述尖峰电流抑制方法包括：采样所述谐振回路的电信号以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号；基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值，在判定所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。2.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电容的电流信号，以获得所述采样信号，当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。3.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电容的电压信号，以获得所述采样信号，当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。4.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述流过所述第一电感的电流量，以获得所述采样信号，当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。5.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电感两端的电压变化率，以获得所述采样信号，当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。6.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，在所述第一开关管导通期间，基于所述采样信号确定所述第一开关管的关断时刻；在所述第二开关管导通期间，基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值。7.一种不对称半桥反激变换器，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组；第一开关管和第二开关管，串联连接在输入端与参考地之间；第一电感和第一电容，与所述原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；采样单元，与所述谐振回路连接以获得表征所述谐振回路的谐振电流的采样信号；以及控制电路，与所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通状态，其中，所述控制电路与所述采样单元相连接以获取所述采样信号，在所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。8.根据权利要求7所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电容的电流信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。9.根据权利要求8所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对流...

【专利技术属性】
技术研发人员：许祥勇，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：