[发明专利]一种开关电源的软开关电路

说明书

一种开关电源的软开关电路，包括功率采样电路、负载电流判断电路、辅助软开关电路。功率采样电路连接到负载电流大小判断电路，通过采样电路对功率电阻两端电压值读取判定负载电流大小情况。负载电流大小判断电路连接辅助轻载软开关实现电路，通过对负载电流大小情况判定开启辅助轻载软开关实现电路，辅助系统实现轻载软开关状态。

技术领域

本发明涉及电力电子专业领域，具体所涉及一种解决轻载不易实现软开关电路。适用于开关电源、变频器、驱动器等功率电路的全负载范围软开关电路原理实现。

背景技术

随着电力电子技术的发展，很多领域需要使用高功率密度、高效率的开关电源。提高开关频率可以减小变压器、电感、电容的体积，是目前开关电源提高功率密度的一种趋势。但是，开关频率的提高，开关电源的损耗也随之增加。为了减小开关电源的开关损耗，提高开关频率，软开关技术应运而生。谐振软开关能为功率器件开关提供零电压开关和零电流开关。

为了在不增大循环能量的同时，建立开关的软开关条件，发展了许多软开关PWM技术。它们使用某种形式的谐振软开关过程，开关转换结束后又恢复到常规的PWM工作方式，但它的谐振电感串联在主电路内，因此零开关条件与电源电压、负载电流的变化范围有关，在轻载下有可能失去软开关条件。由于轻载状态下无法实现软开关，导致功率器件损耗大，发热严重，降低系统可靠性。所以全负载范围内实现软开关是开关电源小型化高功率密度设计的关键问题。

常用解决轻载实现软开关的技术手段有通过在输出处增加固定负载，规避系统轻载状况。由于需要增加很多固定负载，实现了轻载状态下的软开关，但是在重载状态由于固定负载存在，降低系统效率，增加发热。以及还有通过各种手段增加谐振电感，加大死区时间等方式，但这种方式系统参数优化复杂，难于实现，也会降低重载状态谐振软开关实现效果。

发明内容

本发明的技术解决问题为：克服现有技术的不足，提出一种开关电源的软开关电路，解决系统轻载状态实现软开关，降低开关损耗，又能避免影响系统重载状态整体效率。

本发明采用的技术方案是：

一种开关电源的软开关电路，包括功率采样电路、负载电流判断电路、辅助软开关电路；

功率采样电路连接到开关电源的输出功率回路中，用于采集输出功率回路的负载电流，将采集到的负载电流信号送入负载电流判断电路中，负载电流判断电路将接收到的所述负载电流信号与预设阈值进行比较，从而确定所述输出功率回路处于轻载状态还是重载状态，并将状态信号送入辅助软开关电路，辅助软开关电路根据所述状态信号判断是否实现软开关，若接收到的是重载状态信号，则不辅助实现软开关，若接收到的为轻载状态信号，则通过辅助软开关电路实现输出功率回路的软开关。

所述功率采样电路包括电阻R1和电容C3；

输出功率回路的输出正端和输出负端之间串联电阻R1和电容C3，电容C3的两端引出输出正信号以及输出负信号；输出功率回路的输出负端与电阻R1之间，引出功率采样信号CS。

负载电流判断电路包括：电容C1、C2、电阻R2、R3、R4以及运算放大器V3；

功率采样电路的输出负信号通过电阻R2连接到运算放大器V3的输入负端，功率采样信号CS通过电阻R3连接到运算放大器V3的输入正端，电容C1并联在电阻R2两端，运算放大器V3的输入负端还通过电阻R4连接到VCC电源，电阻R2和R4对VCC电源进行分压，实现预设阈值的设置；

运算放大器V3的输入正端还通过电容C2连接功率采样电路的输出负信号，运算放大器V3的输出信号即为控制电平信号，并送入辅助软开关电路中。

所述控制电平信号即为表征输出功率回路处于轻载状态还是重载状态的状态信号。

辅助软开关电路包括：电阻R5～R10、三极管V1以及MOS管V2；