一種臨界導(dǎo)通模式控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種臨界導(dǎo)通模式控制電路，其特點(diǎn)是，包括一過(guò)零檢測(cè)電路、一控制開(kāi)關(guān)和一PWM控制器；所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸入端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的漏極電壓采樣端，所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端連接控制開(kāi)關(guān)的輸入端，所述過(guò)零檢測(cè)電路包括分壓電路、限幅電路和三極管放大電路；所述控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接PWM控制器的振蕩器端口；所述PWM控制器的輸出端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的柵極，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。本發(fā)明通過(guò)分立器件實(shí)現(xiàn)電感電流過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，無(wú)需采用輔助繞組，具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種臨界導(dǎo)通模式控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及一種用于反激變換器的臨界導(dǎo)通模式控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源普遍應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊、電子設(shè)備等領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)電源與線性電源相比，具有功率轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、體積小等優(yōu)點(diǎn)。在開(kāi)關(guān)電源的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在中小功率的開(kāi)關(guān)電源中得到廣泛的應(yīng)用。但反激變換器同時(shí)有著效率低、輸出紋波干擾大等缺點(diǎn)，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。
[0003]由于反激變換器的輸入電壓范圍寬，通常在低輸入電壓和滿載時(shí)工作于電流連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)，高輸入電壓和輕載時(shí)工作于電流斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)。當(dāng)變換器工作于DCM模式，在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通之前電感電流已經(jīng)下降為零，出現(xiàn)了一段死區(qū)時(shí)間，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管漏極電壓波形發(fā)生振蕩，增大了輸出的EMI干擾。由于CCM和DCM工作模式對(duì)應(yīng)的小信號(hào)傳遞函數(shù)完全不同，當(dāng)電源在寬輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)跨越兩種工作模式時(shí)，電源閉環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)計(jì)非常困難，很難同時(shí)解決兩種工作模式固有的穩(wěn)定性問(wèn)題。
[0004]為了避免開(kāi)關(guān)電源跨越兩種工作模式，可以將反激變換器設(shè)計(jì)在臨界導(dǎo)通模式，即在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，一旦檢測(cè)到電感電流降為零，則立即開(kāi)通開(kāi)關(guān)管。臨界導(dǎo)通模式在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的關(guān)斷時(shí)間內(nèi)沒(méi)有死區(qū)時(shí)間，開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了零電流導(dǎo)通，相比恒頻工作模式具有更小的峰值電流，降低了系統(tǒng)的功耗，同時(shí)降低了開(kāi)關(guān)電源的輸出EMI干擾。
[0005]臨界導(dǎo)通模式的關(guān)鍵是檢測(cè)電感電流的過(guò)零點(diǎn)，當(dāng)變壓器能量釋放完畢后，立即開(kāi)通開(kāi)關(guān)管進(jìn)入下一個(gè)周期。為了控制反激變換器工作在臨界導(dǎo)通模式，一般采用專用的臨界模式PWM控制器，如mc33364等。這類芯片集成了零電流檢測(cè)模塊，直接檢測(cè)電感電流的過(guò)零點(diǎn)，判斷變壓器的存儲(chǔ)能量是否釋放完畢。但電感電流過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)是通過(guò)檢測(cè)變壓器輔助繞組的電壓實(shí)現(xiàn)的，需要增加輔助繞組的繞制，增大了變壓器的設(shè)計(jì)難度。本專利技術(shù)就是基于這樣的背景展開(kāi)研究的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種臨界導(dǎo)通模式控制電路。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種臨界導(dǎo)通模式控制電路，包括一過(guò)零檢測(cè)電路、一控制開(kāi)關(guān)和一 PWM控制器，其中:
[0008]所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸入端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的漏極電壓采樣端，所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端連接控制開(kāi)關(guān)的輸入端。
[0009]所述控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接PWM控制器的振蕩器端口。
[0010]所述PWM控制器的輸出端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的柵極，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷；所述PWM控制器的供電端連接IOV電源。[0011]進(jìn)一步，所述過(guò)零檢測(cè)電路包括分壓電路、限幅電路和三極管放大電路，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)管漏極電壓波形判斷電感電流的過(guò)零點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步，所述控制開(kāi)關(guān)電路包括電阻R6、R7，三極管Q3和電容C5 ;所述三極管Q3的基極連接R6和C5的一端，所述三極管的集電極連接PWM控制器的振蕩器端口 ；所述三極管的發(fā)射級(jí)接地。
[0013]進(jìn)一步，所述分壓電路包括電阻Rl和R2，構(gòu)成電阻分壓器；所述限幅電路包括二極管D2和D3 ;所述三極管放大電路包括電阻R3、R4、R5，電容C3和三極管Q2，由檢測(cè)到的
過(guò)零信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通。
[0014]進(jìn)一步，所述三極管Q3采用NPN型三極管。
[0015]進(jìn)一步，所述三極管Q2采用PNP型三極管。
[0016]進(jìn)一步，所述PWM控制器采用固定頻率電源管理芯片。
[0017]進(jìn)一步，所述PWM控制器采用UC3843實(shí)現(xiàn)。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種臨界導(dǎo)通模式控制電路，過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)反激變換器電感電流的過(guò)零點(diǎn)，在過(guò)零狀態(tài)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)入下一個(gè)周期；PWM控制器在過(guò)零檢測(cè)電路和控制開(kāi)關(guān)的作用下輸出變頻的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)分立器件實(shí)現(xiàn)電感電流過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，無(wú)需采用輔助繞組，具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0020]圖1為本發(fā)明臨界導(dǎo)通模式控制電路的框圖。
[0021]圖2為本發(fā)明臨界導(dǎo)通模式控制電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所述的方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的臨界導(dǎo)通模式控制電路的框圖，如圖所示，包括一過(guò)零檢測(cè)電路、一控制開(kāi)關(guān)和一 PWM控制器，其中:
[0024]所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸入端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的漏極電壓采樣端，所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端連接控制開(kāi)關(guān)的輸入端。
[0025]所述控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接PWM控制器的振蕩器端口。
[0026]所述PWM控制器的輸出端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的柵極，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷；所述PWM控制器的供電端連接IOV電源。
[0027]進(jìn)一步，所述過(guò)零檢測(cè)電路包括分壓電路、限幅電路和三極管放大電路，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)管漏極電壓波形判斷電感電流的過(guò)零點(diǎn)。
[0028]進(jìn)一步，所述控制開(kāi)關(guān)電路包括電阻R6、R7，三極管Q3和電容C5 ;所述三極管Q3的基極連接R6和C5的一端，所述三極管的集電極連接PWM控制器的振蕩器端口 ；所述三極管的發(fā)射級(jí)接地。
[0029]進(jìn)一步，所述分壓電路包括電阻Rl和R2，構(gòu)成電阻分壓器；所述限幅電路包括二極管D2和D3 ;所述三極管放大電路包括電阻R3、R4、R5，電容C3和三極管Q2，由檢測(cè)到的過(guò)零信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通。
[0030]進(jìn)一步，所述三極管Q3采用NPN型三極管。
[0031 ] 進(jìn)一步，所述三極管Q2采用PNP型三極管。
[0032]進(jìn)一步，所述PWM控制器采用固定頻率電源管理芯片。
[0033]進(jìn)一步，所述PWM控制器采用UC3843實(shí)現(xiàn)。
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的臨界導(dǎo)通模式控制電路的原理圖。本發(fā)明實(shí)施例中的反激變換器的功率開(kāi)關(guān)管Ql由PWM控制器UC3843驅(qū)動(dòng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)整流管Dl關(guān)斷，輸入電壓向變壓器初級(jí)電感充電，輸入能量?jī)?chǔ)存在變壓器中，負(fù)載能量由電容C2提供；當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql關(guān)斷時(shí)，次級(jí)整流管Dl導(dǎo)通，變壓器儲(chǔ)存的能量傳輸給負(fù)載，同時(shí)對(duì)電容C2充電。反激變換器工作于臨界導(dǎo)通模式的關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)電感電流的過(guò)零點(diǎn)，一旦變壓器能量釋放完畢，就立即開(kāi)通開(kāi)關(guān)管Ql，開(kāi)始下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。本發(fā)明實(shí)施例電路通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)管Ql的漏極電壓波形，來(lái)判斷電感電流的過(guò)零狀態(tài)。
[0035]反激變換器功率開(kāi)關(guān)管Ql的漏極電壓波形首先經(jīng)分壓電路處理，電阻Rl和R2構(gòu)成電阻分壓電路。二極管D2和D3構(gòu)成限幅電路，對(duì)采樣的電壓信號(hào)進(jìn)行限幅。限幅后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管放大電路導(dǎo)通，三極管放大電路由電阻R3、R4、R5，電容C3和三極管Q2組成。三極管Q2采用PNP型三極管，其發(fā)射極連接IOV電源，集電極連接控制開(kāi)關(guān)電路?？刂崎_(kāi)關(guān)電路由電阻R6、R7，三極管Q3和電容C5組成。三極管Q2的集電極輸出信號(hào)經(jīng)電阻R6和R7分壓后，驅(qū)動(dòng)三極管Q3導(dǎo)通。三極管Q3的集電極連接PWM控制器UC3843的振蕩器端口，當(dāng)Q3導(dǎo)通時(shí)，振蕩器端口的電平被拉低，從而調(diào)整時(shí)鐘信號(hào)的頻率，控制反激變換器工作于變頻模式。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種臨界導(dǎo)通模式控制電路，其特征在于:包括一過(guò)零檢測(cè)電路、一控制開(kāi)關(guān)和一PWM控制器；所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸入端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的漏極電壓采樣端，所述過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端連接控制開(kāi)關(guān)的輸入端；所述控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接PWM控制器的振蕩器端口 ；所述PWM控制器的輸出端連接反激變換器功率開(kāi)關(guān)管的柵極，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，所述PWM控制器的供電端連接IOV電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述過(guò)零檢測(cè)電路包括分壓電路、限幅電路和三極管放大電路，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)管漏極電壓波形判斷電感電流的過(guò)零點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述控制開(kāi)關(guān)電路包括電阻R6、R7，三極管Q3和電容C5 ;所述三極管Q3的基極連接R6和C5的一端，所述三極管的集電極連接PWM控制器的振蕩器端口，所述三極管的發(fā)射級(jí)接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變換器，其特征在于:所述分壓電路包括電阻Rl和R2，構(gòu)成電阻分壓器；所述限幅電路包括二極管D2和D3 ;所述三極管放大電路包括電阻R3、R4、R5，電容C3和三極管Q2，由檢測(cè)到的過(guò)零信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變換器，其特征在于:所述三極管Q3采用NPN型三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變換器，其特征在于:所述三極管Q2采用PNP型三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的變換器，其特征在于:所述PWM控制器采用固定頻率電源管理芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求 7所述的變換器，其特征在于，所述PWM控制器采用UC3843實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK104022651SQ201410213419
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】王斌, 曾家黔 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)