[发明专利]准谐振变换器同步整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及DC/DC变换器技术领域，特别涉及一种准谐振变换器同步整流电路。 

背景技术

DC/DC变换器按输入/输出是否电气隔离可分为非隔离直流变换器和有变压器隔离的直流变换器，按调制方式可分为脉冲宽度调制(PWM)变换器和脉冲频率调制(PFM)变换器；但无论哪种形式的变换器，效率提升和高频化始终是DC/DC变换器发展的重要方向。二十世纪八十年代出现的基于PFM调制的准谐振变换器能够实现功率开关管的零电压和零电流开关(ZVS，ZCS)，极大地降低了功率开关管的开关损耗，提高了变换器开关频率和效率。 

ZCS准谐振正激变换器由P.Vinciarelli在1983年提出，其利用隔离变压器的漏感和整流二极管结电容进行谐振，在原边功率开关管电流到零时关断，实现功率开关管无损关断；其后Vicor公司在此技术上进行发展推出了系列化产品。准谐振ZCS正激变换器构成的DC/DC电源产品易实现高频化，具有功率密度高、体积小和重量轻的特点，在工业界获得了广泛的应用。 

但是，随着技术的发展，特别是功率MOSFET制造技术的进步，在大功率特别是大电流输出场合，采用同步整流技术的DC/DC变换器要比采用二极管整流的变换器在效率方面得到明显地提升，其原因是采用导通电阻极小的MOSFET来实现同步整流，变换器直流通态损耗小。近年来，采用同步整流技术在PWM型DC/DC变换器得到大量应用，效率普遍获得大幅提升；而准谐振变换器不同于PWM变换器，它利用了变压器漏感和功率半导体开关结电容，变压器电流电压波形为准正弦波，同步整流不像PWM变换器那样容易实现：一方面高频准谐振变换器工作在高频下，同步整流驱动速度快，损耗大，设计驱动控制电路难度大；二是准谐振变换器的同步整流管不能直接从功率变压器取得驱动信号，很难采用自驱动方式，需要设计专用控制电路或定制IC来实现同步驱动。 

因此，需要对采用传统整流的准谐振变换器进行改进，在准谐振DC/DC变换器副边侧用场效应管MOSFET来替换功率二极管，减小变化器导通损耗，实现能量的高效变换。 

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种准谐振变换器同步整流电路，并且准谐振变换器的整流管和续流管工作在软开关状态。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明提供的准谐振变换器同步整流电路，包括功率变压器、次级功率开关电路、整流管控制电路和续流管控制电路； 

所述功率变压器，用于实现输入/输出电气隔离以及电压/电流变换； 

所述次级功率开关电路，用于实现电压/电流变换并提供所需电能给负载R_L； 

所述整流管控制电路，用于通过对功率变压器检测来实现对次级功率开关电路中的整流管零电压开通和零电流关断功能； 

所述续流管控制电路，用于实现对次级功率开关电路的同步整流管的零电压开通和零电流关断的控制功能。 

进一步，所述功率变压器包括初级绕组L₁₁、次级绕组L₁₂和辅助绕组L₁₃； 

所述功率变压器初级绕组L₁₁与输入侧相接，次级绕组L₁₂与次级功率开关电路相接，所述功率变压器辅助绕组L₁₃分别与整流管控制电路3和续流管控制电路相接。 

进一步，所述次级功率开关电路包括谐振电感L₂₁、谐振电容C₂₁、滤波电感L₂₂、滤波电容C₂₂、整流管Q₂₁和续流管Q₂₂；