[发明专利]适用于双管软开关变换器的定导通时间模式反馈控制电路

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及DC-DC功率变换器，尤其是DC-DC功率变换器的反馈控制电路。

技术背景

各种功率变换器，如开关电源，功率因子校正，都需要使用开关器件。开关器件工作在硬开关状态下会产生严重的开关损耗，限制了工作频率和效率的提高，同时还会产生较高的di/dt，du/dt，从而产生大的电磁干扰。为了克服硬开关的缺点，软开关技术被广泛应用。

软开关变换器主要包括全谐振型、准谐振型技术、零开关型和零转换型。如图1所示，（a）为典型的全谐振型软开关变换器，一般用于半桥或者全桥电路；（b）为典型的准谐振型软开关变换器，一般用于Buck、Boost、Buck/Boost等单端直流变换器中。这两种软开关结变换器在常规结构中增加了谐振电容Cr和谐振电感Lr，反馈控制技术采用普通的电压反馈PWM，峰值电流反馈PWM等控制反馈方式来实现。零开关(ZCS)变换器、零转换型(ZCT)变换器应用稍晚，如图2所示，这两种软开关变换器均加入了额外的辅助开关管VT2，通过辅助开关管VT2来控制谐振元件的谐振过程。对于这种含有辅助开关管的软开关变换器，需要满足一定条件的多路PWM波形驱动。目前关于其PWM反馈控制的方法研究较少。普通的模拟PWM控制技术实现起来比较困难，因此多数采用开环控制，这就直接影响系统的稳定性；也有部分采用数字控制器来控制输出满足需求的多路PWM，这又额外的增加了数字控制器的成本。另外，目前功率变换器使用的反馈控制多为恒频PWM技术，对于双管软开关变换器，这种恒频PWM技术实现起来非常复杂。

发明内容

针对双管软开关变换器控制电路复杂、成本较高和稳定性较差的技术问题，本发明提供一种适用于双管软开关变换器的定导通时间模式反馈控制电路，所述反馈控制电路基于导通时间(Constant On-Time,简称COT)控制模式，具有结构简单、易于实现和成本较低的特点。

本发明的技术方案如下：

适用于双管软开关变换器的定导通时间模式反馈控制电路，如图3所示，包括一个采样电路、一个参考电压基准源、一个比较器、三个RS触发器、三个延时电路和一个异或门；采样电路对双管软开关变换器输出电压或输出电流进行采样，采样结果输入到比较器的负向输入端，参考电压基准源产生的参考电压输入到比较器的正向输入端；比较器输出信号一方面分别输入到第一、第二和第三RS触发器RS1、RS2和RS3的R端，另一方面分别通过第一、第二和第三延时电路后输入到第一、第二和第三RS触发器RS1、RS2和RS3的S端；第一RS触发器RS1的Q端输出信号作为双管软开关变换器中主开关管的驱动信号，第二RS触发器RS2的Q端输出信号和第三RS触发器RS3的Q端输出信号分别输入到异或门的两个输入端，异或门输出信号作为双管软开关变换器中辅助开关管的驱动信号。其中第一延时电路延时定义为ΔT1，第二延时电路延时定义为ΔT2，第三延时电路延时定义为ΔT3，三个延时满足关系：ΔT2>ΔT1>ΔT3。

本发明工作过程可描述如下：

首先，由采样电路采回电压或者电流信号，采样电路输出信号送入比较器反向输入端，与参考基准源比较，当采样信号高于参考源，比较器输出低电平，当采样信号低于参考源，输出高电平。然后，将比较器输出信号(a点信号)输入至三个触发器RS1、RS2、RS3的S端，同时将a点信号输入至三个延时电路延时ΔT1、ΔT2和ΔT3，延迟电路输出端接入相应的RS触发器的R端。RS触发器的作用是，如图4所示，由S端口上升沿和R端口上升沿，共同触发具有一定脉宽的新信号，该信号的正向占空比由两个上升沿的时间差决定。触发器RS1输出端口(b点)信号作为主开关管的驱动信号，触发器RS2和RS3输出端(c点、d点)接入异或门的两个输入端，异或门输出端(e点)信号作为辅助开关管的驱动信号。