[发明专利]反激式转换器的操作方法、对应控制电路和反激式转换器

说明书

本公开的实施例涉及反激式转换器的操作方法、对应控制电路和反激式转换器。反激式转换器包括两个输入端子和两个输出端子。第一电子开关和变压器的初级绕组串联连接在输入端子之间。有源钳位电路与初级绕组并联连接。有源钳位电路包括钳位电容器和第二电子开关的串联连接。第三电子开关和变压器的次级绕组串联连接在两个输出端子之间。特别地，本公开涉及用于开关第一、第二和第三电子开关来实现第一电子开关的零电压开关的解决方案。

技术领域

本公开的实施例涉及用于操作具有有源钳位的反激式转换器的解决方案。

背景技术

电子转换器(例如，AC/DC或DC/DC开关模式电源)在本领域中是众所周知的。存在许多类型的电子转换器，其可以主要划分为隔离式转换器和非隔离式转换器。例如，非隔离式电子转换器是降压、升压、降压-升压、Cuk、SEPIC和ZETA类型的转换器。相反，隔离式转换器包括变压器，诸如，反激式(flyback)和正激式(forward)转换器。这些类型的转换器对于本领域技术人员是众所周知的。

例如，图1示出了具有有源钳位的反激式转换器20的一个示例。在所考虑的示例中，电子转换器20包括用于接收DC输入电压V_in的第一输入端子200a和第二输入端子200b，以及用于提供DC输出电压V_out的第一输出端子202a和第二输出端子202b。例如，输入电压V_in可以由诸如电池的DC电压源10提供。通常，DC输入电压V_in也可以经由整流电路从AC电压生成。反过来，输出电压V_out可以用于向电负载30供电。

反激式转换器包括变压器T，变压器T包括初级绕组T1和次级绕组T2。具体地，初级绕组T1的第一端子(例如直接)连接至(正)输入端子200a，并且初级绕组T1的第二端子经由电子开关S1(的电流路径)(例如直接)连接到(负)输入端子200b，输入端子200b通常表示接地。因此，电子开关S1被配置为将初级绕组选择性地连接到输入端子200a和200b(即，电压V_in)。例如，在所考虑的示例中，电子开关S1利用诸如n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的n沟道场效应晶体管(FET)(即，NMOS)来实现。在这种情况下，晶体管S1的漏极端子连接到初级绕组T1的第二端子初级绕组T1的第二端子表示反激式转换器的相节点，并且晶体管S1的源极端子连接到端子200b。

此外，在所考虑的示例中，电子开关S3和次级绕组T2(例如，直接地)串联连接在输出端子202a与202b之间。例如，次级绕组T2的第一端子可以(例如，直接)连接到(正)输出端子202a，并且次级绕组T2的第二端子可以经由电子开关S3(的电流路径)连接到(负)输出端子202b。因此，电子开关S3被配置为将次级绕组T2选择性地连接至输出端子202a和202b。例如，在所考虑的示例中，电子开关S3利用诸如NMOS的n沟道FET来实现。在这种情况下，晶体管S3的漏极端子可以连接至次级绕组T2的第二端子，并且晶体管S3的源极端子可以连接至端子202b。本领域技术人员将理解，开关S3通常利用二极管来实现。

此外，电容器C通常(例如直接)连接在端子202a与202b之间。

众所周知，常规的反激式转换器20利用两个开关状态操作。当开关S1闭合并且开关S3断开时，变压器T1的初级绕组T1直接连接到输入电压V_in。因此，变压器T中的初级电流Ipri和磁通量增加，从而在变压器T中存储能量。在这种条件，电容器C将能量供应给输出端子202a和202b(即，负载30)。相反地，当开关S1断开并且开关S3闭合时，初级电流Ipri下降至零，同时电流开始在次级绕组中流动，并且来自变压器芯部T的能量为电容器C充电并且向负载30供电。

然而，开关S1的这种硬开关(hard switching)具有开关S1不是零电压闭合的缺点。因此，已提出了包括有源钳位电路的反激式转换器。