[发明专利]逆变器的准谐振检测电路及准谐振控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及准谐振检测及控制技术领域，具体来说，本发明涉及一种逆变器的准谐振检测电路及准谐振控制电路。

背景技术

在现有的逆变器领域中，准谐振技术是一个广泛使用的提高效率、改善可靠性和降低成本的方法。它使逆变器的主开关管在两端电压的波谷开通，从而降低了主开关管的能量损耗。通过对主开关管开通及关断时间的控制，可以实现准谐振开关功能，从而有效地降低能量损耗、提高效率。此外，更软的开关能够改善电源的EMI特性，允许设计人员减少使用滤波器的数目，从而降低成本。

现有技术通常利用检测电路来有效地“感测”逆变器的主开关管漏源电压的第一个最小值或谷值，并仅在这时启动主开关管的导通时间。由于寄生电容被充电到最小电压，导通的电流尖峰将会最小化，这种情况常被称为谷值开关(Valley Switching)。在某些条件下，设计人员甚至可能获得准谐振开关(ZVS)，即当主开关管被激活时没有漏源电压。在这种情况下，由于寄生电容没有被充电，因此导通的电流尖峰不会出现。

图1为现有技术中的一个在两个不同的输入电压Vin1和Vin2下主开关管漏源电压的变化曲线示意图。如图所示，假设输入电压Vin1＞Vin2，在输入电压Vin1下，曲线101所代表的漏源电压Vds的第一波谷电压Vds_v1高于准谐振阈值电压VQR，故准谐振未工作，漏源电压Vds继续保持震荡波形；在输入电压Vin2下，曲线102所代表的漏源电压Vds的第一波谷(图中未示出)低于准谐振阈值电压VQR，则准谐振控制电路产生主开关管驱动信号，准谐振开始工作。随着主开关管开通，漏源电压Vds随着时间t下降到零。

图2为现有技术中的一个波谷电压Vds_v、准谐振阈值电压VQR和输入电压Vin的关系示意图。波谷电压Vds_v随着输入电压Vin的增加而增加，而准谐振阈值电压VQR是恒定值。如图所示，两条线的交叉点给出准谐振工作的范围：在图中竖线的左边，波谷电压Vds_v低于交叉点，准谐振工作；在图中竖线的右边，波谷电压Vds_v高于交叉点，准谐振不工作。

图3为现有技术中的一个准谐振控制电路的简单示意图。如图所示，准谐振控制电路300可以包括：

准谐振检测电路302，其一端耦接到逆变器的主开关管Qfb的源极端，另一端与主开关管Qfb的漏极端一起耦接到一公共接地端GND，用于根据主开关管Qfb的源漏电压Vds开启或者不开启主开关管Qfb的准谐振功能；

主开关管控制电路301，跨接在准谐振检测电路302与主开关管Qfb的栅极端之间，用于根据准谐振检测电路302的输出信号控制主开关管Qfb开通或者关断；

其中，准谐振检测电路302可以包括：

分压电路303，其一端耦接到逆变器的主开关管Qfb的源极端，另一端与主开关管Qfb的漏极端一起耦接到一公共接地端GND，用于将主开关管Qfb的源漏电压Vds按比例输出；

电压选择开关管Q，其源极端透过一第三电阻R3耦接到一高电压端Vcc，漏极端耦接到分压电路303的另一端，栅极端与分压电路303的电压输出端相耦接，用于根据分压电路303的输出电压(即电压选择开关管Q的栅极电压Vg)的大小来选择开通或者关断之。

其中，分压电路303可以包括：

第一分压电阻R1，其一端耦接到主开关管Qfb的源极端；

第二分压电阻R2，其一端与第一分压电阻R1的另一端相耦接，另一端与主开关管Qfb的漏极端一起耦接到公共接地端GND。第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的共同接点耦接到电压选择开关管Q的栅极端，用于将源漏电压Vds按比例(R2/(R1+R2))输出到电压选择开关管Q的栅极端，作为其栅极电压Vg。

另外，在第二分压电阻R2的两端还可以并联耦接有一稳压管D，用于稳定分压电路303的输出电压Vg。

继续参照图3所示的准谐振控制电路图，当栅极电压Vg超过电压选择开关管Q的开启电压Vth时，电压选择开关管Q开通，准谐振控制电路300提供给主开关管控制电路301低电压；当栅极电压Vg低于电压选择开关管Q的开启电压Vth时，电压选择开关管Q关断，准谐振控制电路300提供给主开关管控制电路301高电压。