[发明专利]一种变换器及其控制方法

说明书

本发明提供了一种变换器及其控制方法，在常规反激变换器的基础上增加一个吸收网络，在主开关管开通时，副边整流二极管两端电压被钳位在Vin/N+Vo(N为变压器原副边匝比，Vin为输入电压，Vo为输出电压)，使得副边整流二极管的关断损耗有所下降，并且吸收网络中的能量会得到再次利用，从而提高反激变换器的转换效率。

技术领域

本发明涉及一种变换器及其控制方法，特别涉及反激变换器及其控制方法。

背景技术

随着技术的进步，功率变换器向着高频、高效率、高功率密度方向发展。在功率变换器中，尤其是反激变换器，在硬开关状态下工作时，开关损耗会随着频率上升而增加。为了提高变换器的效率，需降低变换器的开关损耗。对于反激变换器中的输出整流二极管，当原边开关管导通时，理论上承受的电压应力为Vin/N+Vo(N为变压器原副边匝比N＝Np/Ns)。但是，由于变压器副边也存在漏感，实际上副边漏感和输出整流二极管的寄生电容发生谐振，从而使得输出整流二极管所承受的电压应力要大于Vin/N+Vo。对于工作在连续导通模式(CCM)的反激变换器，关断阶段因输出整流二极管的电流和电压存在交叠，并且输出整流二极管所承受的反向电压越高其关断损耗就越大，从而会降低反激变换器的转换效率。

因此，通过减少副边整流二极管关断阶段的谐振电压峰值，这样就可以减少输出整流二极管的关断损耗，提高反激变换器的转换效率。

所以根据传统的依据，反激电路，包含有源钳位反激电路，也存在如下问题：

主开关管开通阶段时，副边整流二极管因存在漏感而导致其所承受的反向电压值较高(相对于稳态电压值)，造成输出整流二极管关断损耗大，减低了变换器的转换效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变换器及其控制方法，在常规反激变换器的基础上增加一个吸收网络，使主开关管开通时，副边整流二极管两端电压被钳位在约等于Vin/N+Vo(N为变压器原副边匝比，Vin为输入电压，Vo为输出电压)处，使得副边整流二极管的关断损耗有所下降，并且吸收网络中的能量会得到再次利用，从而提高反激变换器的转换效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种变换器的控制方法，当反激拓扑中的主开关管关断前，通过开通吸收网络中的开关管，使得吸收网络中的电容释放一部分能量到变压器，使得电容两端的电压有所下降，为下一周期吸收反激拓扑中的整流二极管两端的尖峰电压作准备，此尖峰电压是由变压器的漏感能量施加在整流二极管两端而产生的；当下一周期反激拓扑中的主开关管开通时，原边电压感应到副边，使得变压器副边的电压快速变化。由于副边存在漏感，从而会使得变压器副边输出端的电压快速变化。当变压器副边输出端电压上升到大于钳位电容电压，此时吸收网络中的开关管上的体二极管导通，在这一阶段吸收网络中的电容相当于并联在副边输出侧，从而吸收了由副边漏感引起的谐振电压，使得副边整流二极管所承受的反向电压被钳位为吸收电容电压加上输出电压。又因为吸收电容电压在Vin/N的小范围内波动，波动幅值非常小可忽略，故可知输出整流二极管在主开关管关断阶段所承受的反向电压为Vin/N+Vo，从而减少了整流二极管的关断损耗，提高了变换器的转换效率。

为了达到上述的目的，本发明通过以下技术措施实现的：一种变换器，包含反激拓扑、吸收网络和控制及驱动电路，反激拓扑的输入端连接输入电压，反激拓扑的输出端连接负载；控制及驱动电路的输入端连接反激拓扑的输出端，采样并反馈反激拓扑的输出电压；控制及驱动电路的第一路输出端输出驱动信号G1驱动反激拓扑中的主开关管的开通和关断，控制及驱动电路的第二路输出端输出驱动信号G2驱动吸收网络中的开关管的开通和关断；吸收网络并联在反激拓扑中的变压器的副边绕组的两端。

优选的，所述的反激拓扑包括变压器T1、输入电容C1、输出滤波电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2和主开关管Q1；