[实用新型]开关电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子电路，更具体地说，本实用新型涉及一种开关电源电路。

背景技术

开关电源电路由于高效率，在电源转换领域得到了广泛应用。在应用中，开关电源电路的开关频率通常被设置得比较高，以减小无源器件(如变压器、滤波器)的尺寸。但高的开关频率使得开关损耗较大。为了减小开关损耗的同时保持较高的开关频率，引入了谐振技术。谐振技术通常在开关电源电路的功率级和输出负载之间耦接由电感和电容构成的谐振槽，并通过调节开关电源电路的开关频率来调节输出功率。

图1示意性地示出了使用谐振技术的开关电源电路的电路增益Gain随频率f变化的曲线图，其中f为归一化的频率。图1示出了电路的品质因数Q为1、0.3和0.15时的三条曲线图。图1所示阴影部分谐振槽中电容起主导作用，此时电路的工作模式被定义为容性模式；而在阴影部分外部，谐振槽中电感起主导作用，此时电路的工作模式被定义为感性模式。当系统的开关频率位于谐振频率f_r的左侧时，如果此时突发重载，或者甚至短路的情形，即Q值突然变大，那么开关电源电路会由正常感性区进入容性区。在感性模式下，功率级中的功率开关可被控制为零电压开通(zero voltage switching，ZVS)。相反的，容性模式应该被避免。在容性模式下，功率级中的功率开关不能被控制为零电压开通，使得开关损耗增大。更为严重的是，在容性模式下，功率开关的寄生二极管将会出现反向恢复问题，导致上下功率开关直通，而直通问题将很可能损坏功率开关。因此在电路控制中，有必要对电路的工作模式进行检测以避免容性模式。

实用新型内容

因此本实用新型的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的开关电源电路。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种开关电源电路，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；功率级，所述功率级包括串联耦接在输入端口和参考地之间的第一功率开关和第二功率开关；谐振槽，耦接在第一功率开关和第二功率开关的串联耦接节点和输出端口之间，所述谐振槽包括谐振电感和谐振电容；时钟信号产生器，提供时钟信号；极性判断电路，接收表征流过谐振电感的电流的电流采样信号和时钟信号，产生容性判断信号；控制与逻辑电路，耦接至时钟信号产生器和极性判断电路，接收时钟信号和容性判断信号，产生第一逻辑信号和第二逻辑信号；逻辑延时电路，耦接至控制与逻辑电路接收第一逻辑信号和第二逻辑信号，产生第一逻辑延时信号和第二逻辑延时信号；驱动电路，耦接至逻辑延时电路接收第一逻辑延时信号和第二逻辑延时信号，产生用以分别控制第一功率开关和第二功率开关运行的第一驱动信号和第二驱动信号。

根据本实用新型的实施例，其中所述极性判断电路包括：正向比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收电流采样信号，第二输入端子接收第一门限信号，其输出端子产生正向比较信号；负向比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收电流采样信号，第二输入端子接收第二门限信号，其输出端子产生负向比较信号；第一D触发器，具有触发输入端子、时钟输入端子、复位端子和输出端子，其触发输入端子耦接至正向比较器的输出端子接收正向比较信号，其时钟输入端子接收反相时钟信号，其复位端子接收时钟信号，其输出端子产生正向判断信号；第二D触发器，具有触发输入端子、时钟输入端子、复位端子和输出端子，其触发输入端子耦接至负向比较器的输出端子接收负向比较信号，其时钟输入端子接收时钟信号，其复位端子接收反相时钟信号，其输出端子产生负向判断信号；逻辑或电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子接收正向判断信号，第二输入端子接收负向判断信号，其输出端子产生所述容性判断信号。