[发明专利]一种反激变换器的控制方法

权利要求书

1.一种反激变换器的控制方法，适用于由主功率电路、钳位电路和输出滤波电路组成的反激变换器；所述主功率电路设有变压器和主开关管(Q1)，所述钳位电路设有钳位电容(Cr)和主钳位管(Q4)，所述变压器的原边绕组(Lp)的第一端作为所述反激变换器的正输入端(VIN+)，所述原边绕组(Lp)的第二端、所述主开关管(Q1)的漏极、所述主钳位管(Q4)的源极相连接，所述主钳位管(Q4)的漏极通过所述钳位电容(Cr)连接所述正输入端(VIN+)，所述主开关管(Q1)的源极作为所述反激变换器的负输入端(VIN-)；所述变压器的副边绕组(Ls)用于通过所述输出滤波电路向负载(Ro)输出直流电；

其特征在于：

所述钳位电路还设有钳位二极管(D2)、辅助电容(Cs)和辅钳位管(Q3)；所述辅助电容(Cs)和所述钳位二极管(D2)并联，所述钳位二极管(D2)的阳极连接所述正输入端(VIN+)，所述钳位二极管(D2)的阴极连接所述辅钳位管(Q3)的漏极，所述辅钳位管(Q3)的源极连接所述主开关管(Q1)的漏极；

所述的控制方法，包括：分别向所述主开关管(Q1)、主钳位管(Q4)和辅钳位管(Q3)的栅极输入主开关驱动信号(Vgs1)、主钳位驱动信号(Vgs4)和辅钳位驱动信号(Vgs3)，以下简称为三个驱动信号；

所述三个驱动信号的时序均由交替循环的工作时间和非工作时间组成，所述工作时间依次由第一时段、第二时段、第三时段和N个循环时段组成，N为大于0的正整数，所述循环时段依次由第四时段、第五时段、第六时段、第七时段和第八时段组成；

各个时段的时长，以及所述主开关驱动信号(Vgs1)、主钳位驱动信号(Vgs4)和辅钳位驱动信号(Vgs3)在各个时段的电平状态如下表一所示：

其中，T＝1/f＝△T4+△T5+△T6+△T7+△T8，T为恒定的开关周期，△T1、△T3、△T5、△T6、△T8均为恒定值，并满足以下条件：

△T1的取值足够大，使得所述变压器的励磁电感(Lm)和漏感(Lr)在所述第一时段内能够储存足够实现所述主开关管(Q1)零电压开关的能量；

△T2＝T–△T1–(△T3+△T4+△T5)；

△T3的取值足够大，使得所述主开关管(Q1)的寄生电容(Cds1)的电压在所述第三时段内能够下降为零；

△T4＝D₁*T，Nps为所述变压器的原边绕组(Lp)与副边绕组(Ls)的匝数比，Vin和Vo为所述反激变换器的输入电压和输出电压；D₁为用于驱动所述主开关管(Q1)的主开关驱动信号(Vgs1)的占空比，D₂为用于驱动所述主钳位管(Q4)的主钳位驱动信号(Vgs4)的占空比；

△T5的取值足够大，使得所述主开关管(Q1)的漏源电压在所述第五时段内能够升高到Vin+Vc，当所述主开关管(Q1)的漏源电压在所述第五时段达到Vin+Vc时，所述主钳位管(Q4)的体二极管(D4)导通；Vc为所述钳位电容(Cr)两端的电压；

△T6的取值足够大，使得所述变压器的副边电流能够在所述第六时段内降低为零；

△T7＝T–(△T3+△T4+△T5+△T6)；

△T8的取值足够大，使得所述主开关管(Q1)的寄生电容(Cds1)的电压在所述第八时段内能够下降为零。

2.根据权利要求1所述反激变换器的控制方法，其特征在于：所述钳位电容(Cr)的容值满足：为所述钳位电容(Cr)和所述变压器的漏感(Lr)的谐振周期，Lr和Cr分别为所述漏感(Lr)的电感量和所述钳位电容(Cr)的容值，T_on为所述主钳位管(Q4)的导通时间，并且，T_on＝△T6；

所述辅助电容(Cs)的容值Cs满足：Nps为所述变压器的原边绕组(Lp)与副边绕组(Ls)的匝数比，Vin和Vo为所述反激变换器的输入电压和输出电压，Cds3为所述辅钳位管(Q3)的寄生电容容值，D₁为用于驱动所述主开关管(Q1)的主开关驱动信号(Vgs1)的占空比，D₂为用于驱动所述主钳位管(Q4)的主钳位驱动信号(Vgs4)的占空比，f为恒定的开关频率，Lm为所述变压器的励磁电感(Lm)的电感量。