[发明专利]一种有源钳位反激变换器辅助开关管的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源钳位反激变换器辅助开关管的控制方法属电力电子变换器。

背景技术

反激变换器漏感回收的传统控制方法以下有三种：

1：RCD钳位电路

RCD钳位电路结构最为简单，成本最低，易于实现，但是漏感中的能量全部消耗在了缓冲电阻中，降低了变换器的效率，它适用于对效率要求不高而且成本严格控制的场合。

2：LCD钳位电路

LCD钳位电路可以实现无源无损的漏感能量回馈，但需要外加电感，参数整定比较困难，但高频时较大的LC谐振电流增加了功率开关的导通损耗，一般适用于开关频率不太高(如几十kHz)的场合

3：有源钳位电路

有源钳位电路增加了一个电容和辅助开关管，传统的有源钳位控制方法，在一个周期内，主开关管和和辅助开关管互补导通，可以实现漏感能量回馈，实现主开关管和辅助开关管的软开关，能够实现高频变换。虽然在满载时，传统的有源钳位反激控制电路效率很高，但在轻载时效率依旧不高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，研制一种能克服现有缺陷的，效率不高的，特别是轻载效率不高的反激式直流-流电源转换装置。

实现上述目的的反激式直流-流电源转换装置由反激式主电路和有源钳位电路组成。反激电路包括一个输入端口，一个或多个变压器，原边开关管，副边整流二极管，滤波电容和一个输出端口组成。在开关管导通时，整流二极管截止，电源输入的能量以磁能的形式储存在变压器中，在开关管截止时，变压器中储存的能量传输给负载。有源钳位电路包括一个辅助开关管，一个寄生二极管和一个吸收电容。其中寄生二极管为辅助开关管寄生的反并联体二极管。辅助开关与吸收电容相串联组成辅助电路。辅助支路并联在反激电路的变压器原边绕组两端或并联的原边开关管两端。原边开关管每个周期都开通，辅助开关管隔几个周期才开通。

控制电路中辅助开关管S2的控制信号的产生方法为(以电压门限电路2为例，如图2)：钳位电容Cr中的电压积累到某一值时，通过分压电阻R1和R2得到的电压Vr也会上升到某一值，这个值通过与人为设定的基准电压Vref比较，当电压Vr小于基准电压Vref时，比较器输出一个低电平到复位端R，此时Q’一直保持低电平，辅助开关管S2的处于关断状态，钳位电容Cr处于充电状态，充电会持续一个周期或者几个周期。当钳位电容Cr充电到一定程度时，电压Vr会大于基准电压Vref，此时比较器输出一个高电平到复位端R，此时驱动信号Vpulse处于低电平状态，则Q’会输出一个高电平，从而能够使辅助开关管S2开通，由SR锁存器的特性表可以看出，只要置位端S为低电平状态，Q’会一直输出一个高电平，使辅助开关管S2一直开通。由于钳位电容Cr放电速度很快，比较器很快会输出一个低电平，所以辅助开关管S2的开通时间可以由驱动信号Vpulse来设定。在钳位电容Cr放电完成后，可以设定驱动信号Vpulse高电平，则辅助开关管S2立即关断。注意，为了避免S1和S2两管的同时开通，驱动信号Vpulse高电平必须在原边开关管S1的开通信号来临之前就设置。

本发明的有源钳位反激变换器的控制方法，有下列优点，漏感能量得到了回收，漏感的能量传输到输出端，同时实现在辅助开关管开通的周期内，原边开关的软开关；通过控制辅助开关管的开通与关断，能够减少辅助开关管的开关次数，降低了辅助开关管的开关损耗，可以大大提高电路在轻载下的效率，降低空载损耗。

附图说明

图1本专利提出的第一种新的有源钳位辅助开关管的控制方法的反激变换器原理图。图中虚线框所示的是电压门限控制电路1。

图2本专利提出的第二种新的有源钳位辅助开关管的控制方法的反激变换器原理图。图中虚线框所示的是电压门限控制电路2。

图3基于电压门限控制电路2的有源钳位辅助开关管控制方法的，反激变换器主开关管和辅助开关管的门极脉冲和工作波形。

图4本专利提出的基于电压门限控制电路2的有源钳位辅助开关管的新的控制方法的反激变换器工作示意图。图(a)为主开关管S1开通时的工作示意图；图(b)为主开管S1关断后给寄生电容C1充电的示意图；图(c)为漏感能量给钳位电容Cr充电的示意图；图(d)为钳位电容Cr被电阻分得的电压达到基准值时，辅助开关管S2开通，钳位电容Cr放电的示意图

具体实施方式