[发明专利]自动平衡谐振能量方法及所用装置

说明书

本发明公开了一种自动平衡谐振能量装置：包括功能模块M、输出隔离变压器、MOS管Q1、MOS管Q2、原边MOS管Q、至少一套的谐振复位电路；功能模块M根据内部系统逻辑电路和反馈电压，控制MOS管Q1或MOS管Q2导通/截至。本发明还同时提供了一种自动平衡谐振能量方法。本发明不需要增加一个闭环调节环路来抑制激磁电感电流次开关频率震荡；本发明经过两个开关周期能迅速地消除激磁电感电流次开关频率震荡，而使用闭环调节环路来抑制激磁电感电流次开关频率震荡需要相当多开关周期才能使得激磁电感电流次开关频率震荡逐渐消除。

技术领域

本发明涉及自动平衡谐振能量的装置及相应的方法。

背景技术

目前现有的采用谐振复位的正激式变换器，如图1所示，利用隔离变压器的激磁电感Lm中电流对应的能量与谐振电容Cr的电压对应的能量进行谐振而进行能量交换，从而完成将隔离变压器的激磁电感Lm中电流反向，而完成隔离变压器的复位工作并可能为隔离变压器原边MOS管Q1提供ZVS导通条件。隔离变压器的激磁电感Lm电流对应的能量是与隔离变压器原边MOS管Q1导通期间对应的伏秒乘积直接对应的，显然对应的伏秒乘积越大，对应的激磁电感Lm中电流越大。但利用隔离变压器的激磁电感Lm电流对应的能量与谐振电容Cr的电压对应的能量进行谐振的结果是使隔离变压器的激磁电感Lm中电流反向，也就是说，隔离变压器的激磁电感Lm电流由原边MOS管Q1关断时刻的瞬时值Im经与谐振电容进行谐振后，隔离变压器的激磁电感电流变为-Im值。显然在隔离变压器原边MOS管导通期间对应的伏秒乘积快速变化时，各个开关周期对应的隔离变压器的激磁电感电流大小也发生快速变化。

上述使用谐振复位方法会发生隔离变压器的激磁电感电流产生次开关频率震荡，具体如下：如图1所示，在当前开关周期中，对应固定的隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，激磁电感电流自零开始线性增加，在隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻，激磁电感电流i_LM(t)增加到Im值；隔离变压器原边MOS管Q1截至后，激磁电感电流i_LM(t)与谐振电容Cr进行谐振复位而使激磁电感电流由Im变成-Im。(具体这谐振复位过程如图1所示电路叙述如下：这激磁电感Lm电流i_LM(t)经绕组Nt和MOS管Q2的体二极管与谐振电容Cr构成的谐振复位电路进行谐振；隔离变压器的激磁电感电流i_LM(t)由Im衰减为零，谐振电容电压Cr自零增加到峰值，由于MOS管Q2的体二极管导通，MOS管Q2可以以ZVS条件下导通；由于MOS管Q2已ZVS条件导通，谐振电容Cr继续与隔离变压器的激磁电感Lm谐振，直到谐振电容Cr电压自峰值衰减为零，谐振电容Cr并联二极管Dr导通，而隔离变压器的激磁电感Lm电流i_LM(t)由零变为-Im值)；在下一开关周期的对应固定的隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，激磁电感Lm电流i_LM(t)自-Im开始线性增加，在隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻，激磁电感Lm电流i_LM(t)自-Im增加到0(设为极端情况)；隔离变压器原边MOS管Q1截至后，这激磁电感Lm经对应的谐振复位电路与谐振电容谐振后，这隔离变压器的激磁电感Lm电流i_LM(t)还是变为0值。这样激磁电感Lm电流i_LM(t)在相邻的开关周期的隔离变压器原边MOS管Q1关断时刻的电流值分别是0和Im交替出现如图2所示，这重复频率是开关频率的二分之一，这称之为激磁电感电流次开关频率震荡。

显然在隔离变压器原边MOS管Q1导通时间内，原边MOS管Q1流过的电流是隔离变压器的激磁电感Lm电流i_LM(t)和正激式变换器输出电流的反射电流之和，激磁电感Lm电流i_LM(t)次开关频率震荡自然将影响正激式变换器输出电流的大小。因此，需要克服和抑制激磁电感电流次开关频率震荡，以保证正激式变换器输出电流的精确控制。

发明内容

本发明要解决的问题是提供了一种自动平衡谐振能量的装置及相应的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动平衡谐振能量装置：