[发明专利]有源钳位反激变换器的控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种有源钳位反激变换器的控制系统及方法，所述方法包括：对变压器副边侧的输出电压、整流二极管的电流、励磁电感的电流进行采样；根据整流二极管的电流采样结果，得到整流二极管的峰值电流相对于前一时刻的变化量，作为峰值电流差值；通过误差补偿器将采样得到的输出电压与参考电压比较并进行误差补偿，得到补偿电流；将峰值电流差值和补偿电流叠加后输入比较器的第一输入端，励磁电感的电流输入比较器的第二输入端；驱动模块根据比较器的输出对主开关管和钳位开关管进行开关控制。本发明能够加快有源钳位反激变换器的负载调整速度。

技术领域

本发明涉及反激变换器，特别是涉及一种有源钳位反激变换器的控制系统及方法。

背景技术

随着人们对更小体积、更快充电速度的适配器或充电器要求的提高，广泛应用于小功率电源场合的传统RCD钳位反激或准谐振反激变换器逐渐不能满足人们的需要。相比于传统反激变换器，有源钳位反激变换器可以实现原边功率管的零电压开启(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)，具有EMI干扰及噪声小、无变压器漏感尖峰、功率管及整流二极管电压应力小等优点，从而可以具有更高效率和更大功率密度而逐渐被研究人员所关注。

峰值电流模控制是一种有源钳位反激变换器的环路控制模式。虽然采用峰值电流模控制大大加快了控制环路的相应速度，尤其是在输入电压发生变化时。但是，由于变压器、输出电容等元件的延迟作用，使得峰值电流模控制在负载突变时的反映速度和调节速度要迟缓许多。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够及时响应负载的变化的有源钳位反激变换器的控制系统及方法。

一种有源钳位反激变换器的控制系统，所述有源钳位反激变换器包括变压器原边侧和变压器副边侧，所述原边侧包括原边绕组、主开关管、钳位开关管及励磁电感，所述副边侧包括副边绕组、整流二极管、输出电容和负载电阻，所述系统包括：输出电压采样电路，用于对所述副边侧的输出电压进行采样；峰值电流采样电路，用于对所述整流二极管的电流进行采样；峰值电流差值模块，连接所述峰值电流采样电路的输出端，用于得到所述整流二极管的峰值电流相对于前一时刻的变化量，并作为峰值电流差值输出；误差补偿器，第一输入端连接所述输出电压采样电路，第二输入端用于输入参考电压，用于将所述输出电压采样电路采样到的电压与所述参考电压比较并进行误差补偿，输出补偿电流；励磁电感电流采样电路，用于对流经所述励磁电感的部分电流进行采样；比较器，第一输入端输入所述峰值电流差值和补偿电流的叠加信号，第二输入端连接所述励磁电感电流采样电路的输出端；驱动模块，连接所述比较器的输出端，用于根据所述比较器的输出对所述主开关管和钳位开关管进行开关控制。

在其中一个实施例中，所述整流二极管与所述副边绕组串联。

在其中一个实施例中，所述励磁电感与所述原边绕组并联。

在其中一个实施例中，所述驱动模块是隔离式栅极驱动器。

在其中一个实施例中，所述励磁电感电流采样电路是对所述主开关管的输出端电流进行采样，以采样结果来表征所述励磁电感的电流。

在其中一个实施例中，还包括加法器，用于对所述峰值电流差值和补偿电流进行叠加，所述加法器的输出端连接所述比较器的第一输入端。

在其中一个实施例中，所述峰值电流差值模块包括寄存器和峰值电流差值处理模块，所述寄存器用于存储所述峰值电流采样电路采集到的电流峰值，所述峰值电流差值处理模块用于根据所述寄存器存储的电流峰值，得到所述整流二极管的峰值电流相对于前一时刻的变化量。

在其中一个实施例中，所述峰值电流差值模块、误差补偿器及比较器集成在微控制器中。