本發(fā)明涉及開關電源技術，特別涉及一種負載調整率的控制方法及開環(huán)隔離變換器。

背景技術：

1、在微功率的dc-dc隔離變換器應用領域中，一般指6w及以下功率級開關電源產品，常用推挽式、半橋式、全橋式等作為原邊功率拓撲，搭配變壓器結合副邊整流電路即可形成一個簡單的dc-dc開環(huán)電路，實現隔離和電壓轉換功能。

2、隨著集成電路的不斷發(fā)展，ic產品化趨勢越來越突出，市面上已有不少集成推挽式、半橋式、全橋式拓撲及其控制部分的互補逆變ic，下稱“變壓器驅動芯片”，包含互補型推挽ic、互補型半橋ic、互補型全橋ic等，此“變壓器驅動芯片”專為開環(huán)隔離變換器設計。

3、開環(huán)隔離變換器由于成本低，設計簡單等特點，在輸入電壓比較穩(wěn)定(電壓變化范圍±10％vin),對輸出電壓穩(wěn)定度不要求那么高的場合廣泛運用。

4、另一方面，開環(huán)隔離變換器的一個顯著劣勢為輸出電壓為非穩(wěn)壓，其輸出電壓會跟隨負載變化而變化。衡量一款非穩(wěn)壓電源優(yōu)劣的指標就是由負載引起的輸出相對變化量，即負載調整率，即要求重載工況(負載功率1w以上)與輕載(負載功率0.5w以下)的輸出電壓差值小。

5、為了方便對本發(fā)明的理解，在背景技術中，先對非穩(wěn)壓電源的負載調整率l進行定義：

6、

7、vb1：標稱輸入電壓，10％額定負載下測得的輸出電壓；

8、voutnom：標稱輸入電壓，額定負載下測得的輸出電壓。

9、近年來，各行業(yè)可靠性標準越來越高，其中包含隔離電壓關鍵指標，如igbt、醫(yī)療電源、汽車電源等行業(yè)，隔離電壓均需達到3000vac/5000vdc及以上。隔離電壓的影響因素包括變壓器線材漆膜材質、原副邊距離、變壓器繞制方式等，在高隔離應用場景下需要增大原副邊繞組的距離，但使得漏磁通變大，即變壓器的漏感變大。為滿足微功率高隔離應用，一種變壓器的設計如圖1所示，其特點為變壓器變壓器原副邊分開繞組，可通過變壓器原副邊圈比實現電壓轉換，通過分開繞制，使得隔離電壓達到3000vac/5000vdc及以上，且可將隔離電容降低至10pf以下，但卻會帶來如下問題：

10、1.效率變低；

11、2.負載調整率變差；

12、3.因為漏感降低原邊歸一化頻率，從而電路工作在zcs區(qū)，電壓增益受品質因數變化影響非常明顯；

13、4.隔離變換器的開關管與漏感產生高頻諧振，從而產生較大的負向電流，對開關管造成影響；

14、5.導致開關管產生較大的電壓尖峰。

15、基于上述問題，具體如下舉例說明：

16、如圖2所示，一種應用于傳統(tǒng)微功率高隔離非穩(wěn)壓應用電路，推挽ic1內部兩個開關管mn1與mn2分別與一個帶中心軸頭的變壓器t1原邊繞組lp1與lp2相連，變壓器t1副邊繞組ls與整流電路db1及輸出電容c2組成整流濾波電路，兩個開關管mn1與mn2固定頻率，交替導通，通過調節(jié)變壓器圈比實現輸入輸出電壓轉換，變壓器大漏感的情況下，會帶來效率變低、負載調整率變差的情況。同時兩個開關管mn1與mn2與漏感產生高頻諧振，兩個開關管mn1與mn2會流過一個較大的負向電流，同時兩個開關管mn1與mn2會產生較大的電壓尖峰。

17、因此，為了解決變壓器大漏感應用場合下導致的傳輸效率低、負載調整率差，并為了消除負向電流與較大的電壓尖峰影響，需要提出一種解決上述問題的技術方案。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種負載調整率的控制方法及開環(huán)隔離變換器，在大漏感的情況下，充分利用漏感能量，可很好地消除負向電流與電壓尖峰，改善傳輸效率與負載調整率。

2、基于此，本發(fā)明的技術方案如下：

3、第一方面，提供一種負載調整率的控制方法，在互補驅動控制下的開環(huán)隔離變換器中，通過在變壓器t1的單繞組回路中增設諧振電路，設計諧振電路的諧振電容即可使隔離變換器的諧振頻率趨近于工作頻率。

4、第二方面，提供一種負載調整率的控制方法，在互補驅動控制下、重載工況下的開環(huán)隔離變換器中，通過在變壓器t1的單繞組回路中增設諧振電路，設計諧振電路的諧振電容即可使隔離變換器的諧振頻率趨近于工作頻率。

5、第三方面，提供一種負載調整率的控制方法，在互補驅動控制下的開環(huán)隔離變換器中，通過在變壓器t1的單繞組回路中增設諧振電路，設計諧振電路的諧振電容即可使隔離變換器的諧振頻率趨近于工作頻率，其中，所述隔離變換器的隔離度在3000vac以上。

6、第四方面，提供一種開環(huán)隔離變換器，包括互補逆變電路、變壓器t1、整流電路，還包括諧振電路，所述的諧振電路串聯(lián)至變壓器t1原邊的繞組回路或副邊的繞組回路之中,與所述諧振電路串聯(lián)的繞組回路中的繞組為單繞組；

7、在互補驅動控制下的開環(huán)隔離變換器中，通過在變壓器t1的單繞組回路中增設諧振電路，設計諧振電路的諧振電容即可使隔離變換器的諧振頻率趨近于工作頻率。

8、優(yōu)選地，所述的互補逆變電路為推挽電路f1。

9、優(yōu)選地，變壓器t1的原邊繞組lp為帶中心軸頭的雙繞組，所述諧振電容與變壓器t1的副邊繞組ls串聯(lián)。

10、優(yōu)選地，所述的互補逆變電路為互補型橋式電路。

11、優(yōu)選地，變壓器t1的原邊繞組lp為單繞組，所述諧振電容與變壓器t1的原邊繞組lp串聯(lián)。

12、優(yōu)選地，所述的整流電路為半波整流電路、全波整流電路、橋式整流電路、橋式同步整流電路或倍壓整流電路。

13、優(yōu)選地，所述的諧振電路包括與變壓器的漏感等效的諧振電感l(wèi)r和諧振電容cr。

14、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過在開環(huán)隔離變換器中增加諧振電容引入諧振電路，利用漏感與諧振電容參與諧振，能有效解決漏感能量無法傳遞至副邊的問題，進而在輸出重載情況下輸出電壓維持較大值，負載調整率變優(yōu)，且效率得到提高，對于隔離電壓較高的產品很有優(yōu)勢；采用本發(fā)明的電路，可以使得互補逆變電路中的開關管實現零電壓開通、零電流關斷,在大漏感的情況下，充分利用漏感能量，消除負向電流與電壓尖峰，改善傳輸效率。

15、本發(fā)明的工作原理簡要分析如下：

16、互補逆變電路為電壓方波發(fā)生器，在占空比d接近0.5驅動信號作用下，變壓器原邊繞組lp兩端獲得了固定工作頻率fs、幅度接近輸入電壓uin、占空比接近0.5的方波電壓。

17、變壓器t1串聯(lián)諧振電路，等效為llc電路，再通過整流電路db1將交流電壓整流為穩(wěn)定直流電壓。

18、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在互補驅動控制下的開環(huán)隔離變換器中，通過在變壓器的單繞組回路中增設諧振電路，設計諧振電路的諧振電容，使得隔離變換器的諧振頻率趨近于工作頻率，在大漏感的情況下，充分利用漏感能量，消除負向電流與電壓尖峰，改善傳輸效率，尤其是改善負載調整率，解決了在輸出重載情況下，傳統(tǒng)電路會導致輸出電壓變低、負載調整率差及效率差的問題；使得互補逆變電路中的開關管實現零電壓開通、零電流關斷。