[发明专利]有源钳位反激变换器、反馈电压产生电路及其方法

说明书

本申请公开了一种有源钳位反激变换器、用于有源钳位反激变换器的反馈电压产生电路及其方法。所述有源钳位反激变换器包括：变压器、主功率开关、辅助开关、辅助电容、反馈电压产生电路和控制电路。所述有源钳位反激变换器实现了对输出电压信息的精准采样。

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种有源钳位反激变换器及其方法。

背景技术

有源钳位反激电路(active clamp flyback)因其高效率、低EMI(电磁干扰)，在电能隔离变换领域得到了广泛的应用。所谓有源箝位反激电路，就是在反激电路的原边，除主功率开关之外，另外增加一个辅助开关和吸收电容，如图1所示。有源箝位反激电路包括耦接至变压器T原边绕组T1的主功率开关S1和辅助开关S2。该辅助开关S2在主功率开关S1导通期间不导通，在主功率开关S1断开期间保持导通(即两者互补导通)，或者在主功率开关S1断开期间导通一段时间。当主功率开关S1断开时，变压器T1的漏感能量被转移至吸收电容C1进行存储；由于辅助开关S2导通(或导通一段时间)，吸收电容C1在原边电流下降至零后对漏感进行反向充电，使得漏感被吸收的能量被重新存储到漏感或释放到负载中，从而提高了效率。

反激电路由于输入输出隔离，在原边控制(即主要控制电路被设置在原边)情况下，通常通过光电耦合器、隔离电容、辅助绕组等方式将输出电压反馈至原边。然而，这些方法成本高且使用寿命较短。另外有一些方法直接采样原边绕组两端电压，通过原副边绕组比计算，来得到输出电压。然而这种方法没有将变压器的漏感考虑进去，获得的输出电压信息不够准确，使得负载调节变差，尤其是轻载下的负载调节变差。

发明内容

根据本发明的实施例，提出了一种有源钳位反激变换器，包括：变压器，接收输入电压，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述变压器还具有漏感，该漏感等效于与原边绕组相串联；主功率开关，耦接在原边绕组和原边参考地之间，其中主功率开关和原边绕组的共同耦接点为开关节点；辅助开关和辅助电容，耦接在开关节点和输入电压之间；反馈电压产生电路，根据表征流过原边绕组电流的电流信号、输入电压、开关节点电压、以及控制辅助开关的辅助控制信号，产生反馈电压；控制电路，根据反馈电压，产生主控制信号和所述辅助控制信号，用以分别控制主功率开关和辅助开关。

根据本发明的实施例，还提出了一种用于有源钳位反激变换器的反馈电压产生电路，所述有源钳位反激变换器包括：具有原边绕组、副边绕组及漏感的变压器，耦接在原边绕组和原边参考地之间的主功率开关，耦接在主功率开关和原边绕组的共同耦接点与输入电压之间的辅助开关和辅助电容，所述反馈电压产生电路包括：第一延时电路，对控制辅助开关的辅助控制信号进行第一时长的延迟，产生第一延时信号；第二延时电路，对辅助控制信号进行第二时长的延迟，产生第二延时信号；第一采样保持电路，响应第一延时信号，对表征流过原边绕组电流的电流信号进行采样并保持，得到第一保持信号；第二采样保持电路，响应第二延时信号，对电流信号进行采样并保持，得到第二保持信号；运算电路，对第一保持信号和第二保持信号之差、第一时长和第二时长的时间差、漏感的电感值三者进行相乘运算，并将三者的乘积与主功率开关和原边绕组共同耦接点的电压进行相加运算、与输入电压进行相减运算，得到反馈电压。

根据本发明的实施例，还提出了一种用于有源钳位反激变换器的方法，所述有源钳位反激变换器包括：具有原边绕组、副边绕组和漏感的变压器，耦接在原边绕组和原边参考地之间的主功率开关，耦接在主功率开关和原边绕组的共同耦接点与输入电压之间的辅助开关和辅助电容；所述方法包括：原边绕组接收输入电压，通过周期性导通和断开主功率开关，将输入电压传递至副边，得到输出电压；在主功率开关断开期间，导通辅助开关；采样流过原边绕组的电流、主功率开关和原边绕组共同耦接点的电压、以及输入电压；响应流过原边绕组的电流、输入电压、主功率开关和原边绕组共同耦接点的电压、以及用于控制辅助开关的辅助控制信号，产生反馈电压；响应反馈电压，产生主控制信号和所述辅助控制信号，用以分别控制主功率开关和辅助开关。

根据本发明各方面的上述有源钳位反激变换器、反馈电压产生电路及其方法，实现了对输出电压的精准采样。