[发明专利]反激拓扑断续与临界模式交错出现的PWM模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于开关电源的PWM控制电路，特别是涉及一种使反激式拓扑电路总是处于软导通的PWM控制模块。

背景技术

反激式电路拓扑结构如图4所示，T1为高频隔离变压器，Q1为开关管，D2为次级侧整流管，在开关管导通期间（以下称Ｔｏｎ），输入电压加于初级线圈两端，此时初级线圈的电压为上正下负，感应次级线圈的电压为上负下正，因D2反向截止，无能量向次级传送，磁场强度开始逐渐增加，电能以磁能的方式存储于变压器初级线圈中，此时，励磁电流的大小等于初级电流大小；在开关管关断后（以下称Ｔｏｆｆ），由于电感电流不能突变的特性，在初级线圈产生上负下正的感应电压，同时，在次级线圈也感应生成上正下负的感应电压，整流管D2导通，在初级线圈中储存的磁能向次级线圈传送并在输出回路生成输出电流，根据次级线圈输出电流的情况，可分为连续模式、断续模式和临界模式。

连续模式：在Ｔｏｎ期间储存于初级线圈中的磁能，在Ｔｏｆｆ结束后（即下一个Ｔｏｎ开始前），仍有部分能量剩余在初级线圈中，即在Tｏｆｆ结束时，所述电流未归零。

断续模式下：在Ｔｏｎ期间储存在初级线圈的全部磁能，在Ｔｏｆｆ结束前就已将全部能量转移至次级线圈并已输出，即所述电流在Ｔｏｆｆ结束前一段时间已归为零。

临界模式：在Ｔｏｎ期间储存于初级线圈中的磁能，在Ｔｏｆｆ结束时全部转移至次级线圈，并且在此时，所述电流正好归零。

近年来，在电源开发中广泛采用各类谐振技术和同步整流技术，而且准谐振技术亦越来越多地应用在高效率、低成本的电源中，该技术通过将硬开关转换器和谐振方式相结合，并在功率管MOSFET周围加上电流或电压型谐振网络，使开关电源实现了零电流或零电压工作方式。

准谐振技术综合电流调节模式和去磁检测功能，使电源在任何输出负载、任何线性输入电压条件下，通过延迟开关关断时间，使开关管漏－源电压降至最低，以保证其在临界导通模式下以最低的漏极电压进行开关动作，减少尖刺干扰、降低开关导通损耗，最终达到提高效率的目的，由此可知，电源的谐振工作频率将随着负载和输入电压条件的变化而变化，以实现零电压开关导通的工作方式。

目前，开关电源行业所使用的临界模式准谐振PWM控制芯片（又称零电流检测开启、峰值电流关断的PWM控制电路），多用于不带隔离的BOOST拓扑作PFC升压电路，而很少用于带隔离变压器的反激式电路拓扑，原因就是在有隔离变压器的条件下，开关管漏-源极（以下简称D-S）两端的反向电压会高出输入电压的4-5倍，例如输入电压264V时，开关管关断瞬间，在MOS开关管D-S两端产生的反向电压可高达1300V以上，这极易导致开关管被击穿损坏（况且目前市场上的MOS开关管通常所耐反向电压在1000V以下），这样就限制了所述临界模式准谐振PWM控制芯片的应用范围。

产生上述现象的原因是：反激电路在Ton期间，变压器的初级漏感也在储能，加上受次级侧整流二极管的箝位作用，在Toff期间，变压器初级电感的能量并不能全部释放完毕，其通过与开关管的漏极节点电容的谐振产生了振铃波形，这个振铃波形产生的实质就是初级电感与初级漏感在释放能量，而所述临界模式准谐振PWM控制芯片若输出的PWM信号始终都是临界模式的话，那么变压器初级电感与初级漏感的能量就没有释放的时间，经过若干个周期的积累后，在开关管关断的瞬间，就会在D-S两端产生高出电源电压4-5倍的反向电压。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于反激式开关电源拓扑能使其D－S两端反向电压较低且始终为断续与临界模式交错出现的PWM控制模块。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的反激拓扑断续与临界模式交错出现的PWM模块，包括固定时钟开启峰值电流关断的PWM控制电路和产生锯齿波的锯齿波发生器，其还包括在反激式拓扑电路二次侧的电流值为零时，产生与所述锯齿波同步的相干波信号的零电流检测开启同步电路，该相干波与锯齿波经迭加后可使所述PWM控制电路开启另一个交替的PWM信号输出，所述相干波为方波、梯形波或三角波，其还包括当反激式拓扑电路工作在电流连续模式时，所述锯齿波采用不同频率工作的负载轻重锯齿波频率切换电路，其中，

所述锯齿波发生器由第一电阻、第三电阻和第三电容组成，其中，第一电阻的一端接基准电压端，另一端接于所述PWM控制电路中的脉宽调制芯片的“4”脚并通过第十四电阻与所述频率切换电路中的第一比较器的输出端相接、还通过第三电容与所述零电流检测开启同步电路中三极管的发射极和第三电阻的一端相接；第三电阻的另一端接地；