[发明专利]一种次级控制准谐振的开关电源变换器

说明书

本发明涉及开关电源技术领域，具体公开了一种次级控制准谐振的开关电源变换器，设有接入供电电源的电源输入正极端、电源输入负极端和接出负载的电源输出正极端、电源输出负极端，还设有开关控制器，将原有的开关控制器、开关管、谐振电容Cr、变压器、整流管、极性电容，与增设的二极管、变压器、开关管和仅由电阻、电容、三极管和稳压管组成的准谐振控制电路重新搭建成开关电源变换器的内部电路。实施本发明提供的一种次级控制准谐振的开关电源变换器，极大地降低了开关电源变换器的开关损耗，变换器的转换效率高；避免了流过开关管的电流过大，从而保护开关管不被损坏；整流管实现软开通，效率高，无电压尖峰，EMI特性好。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种次级控制准谐振的开关电源变换器。

背景技术

目前，反激式开关电源变换器多采用固定频率的PWM(脉冲宽度调制)控制模式和可变频率的PFM(脉冲频率调制)准谐振控制模式，在常规的PWM控制模式的电源变换器中，功率开关管处于硬开关状态，不是零电压关断，开关损耗大，电源变换器的转换效率低；在可变频率的PFM准谐振开关模式电源变换器中，功率开关管在谐振电容Cr两端的谐振电压波的波谷底处导通，能降低部分开通损耗，而在开关管关断时，开关管两端电压从零快速上升，开关管电流从最大处快速下降，因此，开关管两端电压和电流不可避免存在重叠区，电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急速增加。

无论是固定频率的PWM控制模式和可变频率的PFM准谐振控制模式，其在功率开关管关断后，变压器初级电感绕组储存的能量切换到次级电感绕组，变压器次级绕组的反激电压快速上升直到高于输出电压，此时次级整流二极管导通，在这个过程中，次级电感绕组的感生电流由最小增到最大的变化率很大，而整流二极管从截止到导通需要恢复时间，因此，高频工作时会带来整流二极管导通时的较大损耗和尖峰电压，从而使二极管电压应力高，使电源EMI(电磁干扰)特性不良。为了降低整流二极管导通时的电流变化率，一般采用整流二极管串联电感来实现，但电感在整流管导通期内储存了能量，在整流管关断时需要反向释放，会增大整流管关断时的尖峰和损耗。

在反激式开关电源变换器中，要将高频开关的开关管的关断损耗降低，需要降低电压和电流的变化率，一般主要通过在开关管两端并联电容降低电压和电流的变化率，或者采用有源钳位电路来降低关断损耗，而在开关管两端并联电容在开关管关断期内储存的部分能量将会在开关管开通的时候直接短路电容，将带来很大的损耗甚至损坏开关管，而采用有源钳位电路则控制复杂，降低关断损耗的效果非常有限。

发明内容

本发明提供一种次级控制准谐振的开关电源变换器，通过将原有的开关控制器、开关管、谐振电容、变压器、整流二极管、极性电容，与增设的二极管、变压器、开关管和仅由电阻、电容、三极管和稳压管组成的准谐振控制电路重新搭建成开关电源变换器的内部电路以保证原开关管的零电压关断和原次级整流管的电流及电压较小的变化率的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种次级控制准谐振的开关电源变换器，设有接入供电电源的电源输入正极端、电源输入负极端和接出负载的电源输出正极端、电源输出负极端，还设有开关控制器，所述电源输入负极端连接所述开关控制器的电源负端和电流侦测电阻的一端，所述电流侦测电阻的另一端连接所述开关控制器的开关电流侦测端和第一开关管的电压输出端，所述第一开关管的控制端连接所述开关控制器的开关控制输出端，所述第一开关管的电压输入端连接第一变压器的初级绕组的异名端，所述第一变压器的初级绕组的同名端连接所述电源输入正极端；

所述第一变压器的次级绕组的异名端、第一二极管的阳极、准谐振控制电路的电源正端、第二二极管的阴极、极性电容的正极端连接所述电源输出正极端，所述第一二极管的阴极连接谐振电容后连接所述第一变压器的次级绕组的同名端、次级整流管的整流输入端和所述准谐振控制电路的控制信号输入端；