【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变换器，特别是一种提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法。
技术介绍
1、双钳位零电压开关变换器具有结构简单、软开关、高效率、高功率密度等优点，广泛应用于工业控制、通讯和军工等电源领域。双钳位零电压开关变换器如图1所示，包括第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3、第四开关管q4、副边整流管q5、钳位电容cf、输出电容co、功率变压器t和一个主控制器和同步整流控制器。功率变压器t原边一端连接于第一开关管q1和第二开关管q2之间，另一端连接于第三开关管q3和第四开关管q4之间；功率变压器t副边一端连接于输出电压vo的正端，另一端连接于副边整流管q5，主控制器用于产生四个开关管的控制信号s1、s2、s3和s4，同步整流控制器产生副边整流管q5的控制信号s5，其中第三开关管q3的关断信号由主控制器中变压器伏秒平衡电路产生。
2、当负载较轻时，双钳位零电压开关变换器在一个开关周期内具有四个工作阶段，如图2所示，包括输入储能阶段，原副边能量传递阶段，谐振阶段以及续流阶段，此时变换器工作在变压器励磁电感电流断续模式。
3、在原副边能量传递阶段，第二开关管q2、第三开关管q3和副边整流管q5导通。其中第三开关管q3和第二开关管q2同时开通，第三开关管q3开通信号由第二开关管q2开通信号产生；第三开关管q3关断信号由主控制器内变压器伏秒平衡电路产生，伏秒平衡电路如图3所示。其中，va点连接功率变压器t一端，vb点连接功率变压器t另一端，用于采样功率变压器t两端电压信号；经过运算放大器产生功
4、伏秒平衡电路在实际应用中受器件的寄生参数和变换器工作环境温度等因素影响，导致第三开关管q3易存在提前关断或滞后关断现象。当第三开关管q3提前关断时，原副边能量传递阶段时间缩短，导致变换器输出电压偏低，极端情况下，输出电压跌落至零，严重影响后级用电设备的可靠性；当第三开关管q3滞后关断时，导致变压器去磁时间过长，变压器负向电流增大，变压器导通电流有效值增大，导致变换器效率降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，所述双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路用于控制第三开关管q3的关断，所述方法包括：
3、伏秒平衡电路中选用寄生电容小于预设阈值的采样管qs；
4、在产生采样管qs采样脉冲过程中增加温度采样模块和脉冲宽度调节模块，根据温度采样模块采样的变换器工作温度，调节采样管的采样脉冲宽度；
5、增加脉冲驱动电平转换模块，通过增加采样管qs的驱动电压值确保采样管的可靠开通。
6、进一步地，所述采样管qs的驱动电路包括驱动电阻rg，下拉电阻rp和寄生电容cgs，所述采样管qs的栅极和源极之间连接寄生电容cgs，采样管qs的源极通过采样电容c2接地，采样管qs的栅极连接驱动电阻rg的一端、下拉电阻rp的一端，驱动电阻rg的另一端与下拉电阻rp的另一端之间接采样脉冲；当采样管qs关断时，采样电容c2通过寄生电容cgs和其驱动回路放电。
7、进一步地，对于驱动电阻rg和下拉电阻rp的连接点即节点c，以及采样管qs的源极和采样电容c2的连接点即节点d，根据kcl电流定律有：
8、isink＝irg+irp
9、ipull＝isink+ic2
10、式中，irg为驱动电阻rg放电电流，irp为下拉电阻放电电流，isink为采样管qs关断时流经其寄生电容cgs的电流，ipull为采样保持电容上拉电流，ic2为流经采样保持电容c2电流。
11、进一步地，所述脉冲宽度调节模块，用于实现在低温时采样管qs体二极管反向导通压降vf较高时，增加采样脉冲宽度；在高温时采样管qs体二极管反向导通压降vf较低时，减小采样脉冲宽度。
12、进一步地，所述采样管qs开通时其实际驱动电压vgs为：
13、vgs＝vg-vsen0-vf
14、式中，vg为采样脉冲电平值，该电平值受限于数字芯片供电值；伏秒信号vsen存在直流偏置电压vsen0。
15、进一步地，所述增加采样管qs的驱动电压值，具体方式包括：增加采样脉冲电平值vg或减小直流偏置电压vsen0。
16、进一步地，所述增加采样脉冲电平值vg的实现方式包括：通过所述脉冲驱动电平转换模块将数字芯片输出的幅值为3.3v的采样脉冲转换为幅值为5v的采样脉冲。
17、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
18、1)提出为采样管qs增加温度采样和采样脉宽温度调节模块，根据变换器工作温度，调节采样脉宽值，能解决低温时由于采样管qs体二极管反向导通压降vf增大，导致第三开关管q3提前关断问题，提高伏秒平衡电路在高低温时的可靠性。
19、2)选用寄生电容cgs尽可能小的mos管作为采样管来改善采样管qs关断时其寄生电容cgs对采样保持电容电压vc2的影响，提高伏秒平衡电路的可靠性。
20、3)为了确保采样管qs的可靠开通，提出通过增加采样脉冲电平值vg和减小直流偏置电压vsen0来增加采样管驱动电压vgs的方法，且基于直流偏置电压vsen0受限于电路实际工作情况可变化量较小的情况，增加驱动电平转换模块，将数字芯片输出的幅值为3.3v的采样冲转换为幅值为5v的采样脉冲，增加采样管qs的驱动电压值，以进一步确保采样管qs的可靠开通。
21、下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
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1.一种提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，所述双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路用于控制第三开关管Q3的关断，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述采样管Qs的驱动电路包括驱动电阻RG，下拉电阻Rp和寄生电容Cgs，所述采样管Qs的栅极和源极之间连接寄生电容Cgs，采样管Qs的源极通过采样电容C2接地，采样管Qs的栅极连接驱动电阻RG的一端、下拉电阻Rp的一端，驱动电阻RG的另一端与下拉电阻Rp的另一端之间接采样脉冲；当采样管Qs关断时，采样电容C2通过寄生电容Cgs和其驱动回路放电。
3.根据权利要求2所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，对于驱动电阻RG和下拉电阻Rp的连接点即节点C，以及采样管Qs的源极和采样电容C2的连接点即节点D，根据KCL电流定律有：
4.根据权利要求3所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述脉冲宽度调节模块，用于实现在低温时采样管Qs体二极管反向导通压
5.根据权利要求4所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述采样管Qs开通时其实际驱动电压VGS为：
6.根据权利要求5所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述增加采样管Qs的驱动电压值，具体方式包括：增加采样脉冲电平值VG或减小直流偏置电压Vsen0。
7.根据权利要求6所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述增加采样脉冲电平值VG的实现方式包括：通过所述脉冲驱动电平转换模块将数字芯片输出的幅值为3.3V的采样脉冲转换为幅值为5V的采样脉冲。
...【技术特征摘要】
1.一种提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，所述双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路用于控制第三开关管q3的关断，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，所述采样管qs的驱动电路包括驱动电阻rg，下拉电阻rp和寄生电容cgs，所述采样管qs的栅极和源极之间连接寄生电容cgs，采样管qs的源极通过采样电容c2接地，采样管qs的栅极连接驱动电阻rg的一端、下拉电阻rp的一端，驱动电阻rg的另一端与下拉电阻rp的另一端之间接采样脉冲；当采样管qs关断时，采样电容c2通过寄生电容cgs和其驱动回路放电。
3.根据权利要求2所述的提高双钳位零电压开关变换器伏秒平衡电路可靠性的方法，其特征在于，对于驱动电阻rg和下拉电阻rp的连接点即节点c，以及采样管qs的源极和采样电容c2的连接点即节点d，根据kcl电流定律有：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李伟鹏，王亚洲，王廷营，马文辉，杨静，刘文煜，仲羿诚，孟杰，郝英杰，戚陈陈，
申请(专利权)人：上海杰瑞兆新信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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