[发明专利]一种反激变换器的控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种反激变换器的控制方法及控制装置，所适用的反激变换器包括反激开关电源电路、辅助供电电路以及控制装置；反激开关电源电路包括初级侧功率开关管和变压器；辅助供电电路包括辅助绕组、辅助开关管和辅助储能电容；控制装置位于反激变换器的初级侧，包括两个驱动信号端，分别为初级侧功率开关管提供第一驱动信号、为辅助开关管提供第二驱动信号，其特征在于：在各工作周期内，根据反激变换器的输入电压，或输入电压及输出功率，选择辅助开关管在初级侧功率开关管关断后导通两次，或一直保持关断状态，能实现初级侧功率开关管零电压导通，在宽工作范围内也能获得更优的工作效率，并且能够节约成本。

技术领域

本发明涉及开关变换器，特别涉及反激变换器的控制装置及控制方法。

背景技术

目前市场上对开关电源在高频化和高功率密度方面上提出了更高的要求，一种可有效解决该问题的方法就是降低功率管的导通损耗和开关损耗。准谐振反激变换器(QRFlyback)因其可实现初级侧功率开关管的波谷导通，可显著减小开关损耗，在小功率开关电源中应用广泛。但其存在高压输入下对效率提升效果有限的缺陷，因此限制了该类变换器向高频化应用方向的发展。

为了解决这一问题，现有的做法通过在主功率管导通前导通一段时间的辅助开关管，实现反激变换器初级侧功率开关管的零电压导通(ZVS)来减少其开通损耗。其中辅助开关管可以是原边上管有源钳位反激变换器的钳位管，如图1所示为现有技术的在初级侧控制的有源钳位反激变换器电路，其中的钳位管为开关管M2。该电路的缺点为原边上管有源钳位反激变换器增加了一个高压钳位管，且钳位管需要浮地驱动，控制方式复杂，因此现有技术还提出了一种将辅助开关管与变压器辅助绕组结合的变换器，参考图2为现有技术的一种将辅助绕组整流管设计为可控的辅助开关管的反激变换器电路，并且由控制装置分别对初级侧功率开关管和辅助开关管进行控制。

现有本领域相关学术文献中提出了一种针对所述辅助开关管的控制策略：通过在初级侧功率开关管导通前导通辅助开关管一段时间，利用与辅助绕组并联的电容对辅助绕组进行反向励磁储能，辅助绕组上负向电流增加到最大值时将辅助开关管再次关断后，在预设死区时间内利用该部分储存的能量折射到原边以注入主功率管寄生电容与初级侧电感的谐振过程，进一步释放上述寄生电容上剩余的能量，实现初级侧功率开关管的零电压导通(ZVS)，降低开关损耗。

对于上述的辅助开关管的控制策略，该方法能够在全输入电压全负载范围内实现初级侧功率开关管的零电压导通(ZVS)。但在变换器工作过程中，由于要实现初级侧功率开关管零电压开通需要在初级侧绕组上产生一定的负电流，使得原边电流的有效值增大，影响了系统的工作效率；同时考虑在轻载工况下，变换器高频工作使得两次导通辅助开关管带来了更大的开关损耗，设计变换器时需要折中考虑零电压导通(ZVS)节省的功耗与为实现零电压导通(ZVS)所消耗的能量，故该控制策略更适用于输出功率较大、低频的工况。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种反激变换器的控制装置及控制方法，能实现初级侧功率开关管零电压导通，在宽工作范围内也能获得更优的工作效率，并且能够节约成本。

为解决上述技术问题，本发明提出的反激变换器的控制方法的技术方案如下：

一种反激变换器的控制方法，所适用的反激变换器包括反激开关电源电路、辅助供电电路以及控制装置；反激开关电源电路包括初级侧功率开关管和变压器；辅助供电电路包括辅助绕组、辅助开关管和辅助储能电容；控制装置位于反激变换器的初级侧，包括两个驱动信号端，分别为初级侧功率开关管提供第一驱动信号、为辅助开关管提供第二驱动信号，其特征在于：在各工作周期内，根据反激变换器的输入电压，或输入电压及输出功率，控制反激变换器工作于以下模式之一：

第一工作模式，初始化初级侧功率开关管处于开通状态，在初级侧功率开关管关断后保持关断状态一段时间，辅助开关管一直保持关断状态，直至下一个工作周期开通初级侧功率开关管；