CN113162419B - 一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 - Google Patents
一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113162419B CN113162419B CN202110317199.0A CN202110317199A CN113162419B CN 113162419 B CN113162419 B CN 113162419B CN 202110317199 A CN202110317199 A CN 202110317199A CN 113162419 B CN113162419 B CN 113162419B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- resistor
- light
- load
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，通过检测变压器初级侧电流的平均值，在电流信号低于设定值时关闭次级侧MOS管，由并联的肖特基二极管续流；本轻载环流抑制电路可以有效消除反向环流带来的热损耗，提升变换器的轻载效率，提高电路的可靠性，与传统的轻载环流抑制电路相比，该线路与峰值电流控制电路共用电流采样电路与比较电压源，节省了器件数量；采用常见分立器件，线路简单、成本低、容易设计分析；变压器初级侧为采样点，对于低压大电流输出的DC/DC变换器具有更低的采样损耗；适用于buck、正激、反激等多种拓扑。
Description
技术领域
本发明涉及同步整流开关电源技术领域，具体为一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路。
背景技术
随着电子数据产业的发展，高速CPU、DSP、FPGA等功耗越来越小、处理速度越来越快，对于供电设备的要求不断向着低电压、高电流的方向发展。传统的隔离式DC/DC变换器的采用肖特基二极管整流，高输出电流时的导通损耗急剧增加。为了提升转换效率出现了同步整流技术，采用低导通电阻的MOS管代替肖特基二极管整流，大幅降低了导通损耗。但是当DC/DC变换器工作在空载或轻载状态时，由于MOS管的双向导通特性，电路工作在强制连续模式，即输出电感电流存在反向流动，环流能量会以热的形式消耗在续流回路电阻上，导致轻载效率与可靠性降低。工程调试上通过增大输出电感减小强制连续模式的工作范围，但是电路的工作点会变化，并且增加了电感体积与导通损耗。
为提升轻载效率，抑制环流损耗，有以下解决方案：
(1)增加电感电流检测电路，如图1所示。从电感电流处采样，并与一个很低的电平在比较器内进行比较。当负载电流非常小的时候，比较器输出高电平，关闭续流管驱动信号，采用寄生二极管续流。
(2)修改反馈控制线路。采用脉冲滑动控制，在轻载时降低驱动信号的频率，在连续模式与强制连续模式的交界频率处升高频率，实现工作频率的非线性变化。通过变频改变导通时间，减小环流损耗，实现了轻载效率的最大化。
(3)采用特殊的同步整流驱动芯片，如UC24636也可以实现低空载电流。该控制芯片在轻载时会进入猝发模式，通过内部电路检测，在进入猝发模式时关闭同步整流管。
发明内容
针对现有技术中DC/DC变换器对于轻载效率的提升有限以及环流损耗抑制电路线路复杂的问题，本发明提供一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，该轻载环流抑制电路具有线路简单，损耗低，低成本，易于工程化实现的特点，特别适用于隔离式同步整流DC/DC变换器。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，包括在峰值电流控制DC/DC电路上连接的轻载环流抑制电路，用于提升轻载效率和抑制环流损耗；
轻载环流抑制电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、比较器A1、PNP三极管S3和基准电压源Vref；所述二极管D2的阳极与电流控制DC/DC电路的电流互感器连接；二极管D2的阴极分别接入电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与比较器A1的输入正端和电容C1的一端相连，电阻R3的一端与基准电压源Vref的正极相连，电阻R3的另一端与电阻R4的一端和比较器A1的输入负端相连；比较器A1的输出端与二级管D3的负极相连，二级管D3正极与PNP三极管S3的基极相连；PNP三极管S3的发射极与峰值电流控制DC/DC电路的栅极驱动信号相连；其中PNP三极管S3的集电极、基准电压源Vref的负极、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电容C1的另一端分别与次级地相连。
优选的，峰值电流控制DC/DC电路包括功率级电路和控制环电路；其中功率级电路和控制环电路相连设置。
进一步的，功率级电路包括主功率变压器T1、电流互感器T2、隔离变压器T3、初级侧开关管S1、次级侧开关管S2和肖特基二极管D1；所述主功率变压器T1初级侧的同名端与电流互感器T2的初级侧的异名端相连；主功率变压器T1初级侧的异名端与初级侧开关管S1的漏极相连，初级侧开关管S1的源极接初级地；电流互感器T2的初级侧同名端与电路输入端Vin端相连，电流互感器T2的次级侧异名端与二极管D2的阳极连接；次级侧开关管S2的漏极与肖特基二极管D1的阴极连接，次级侧开关管S2的源极与肖特基二极管D1的阳极连接；驱动信号Vgs(SR)输入至次级侧开关管S2的栅极；次级侧开关管S2的栅极驱动信号与PNP三极管S3的发射极连接；所述隔离变压器T3的初级侧接入初级侧开关管S1的栅极，隔离变压器T3的次级侧与控制环电路连接设置。
进一步的，控制环电路包括电阻R5、电阻R6、比较器A2、比较器A3和电压基准源Vr；电阻R5的一端与功率级电路的输出端，另一端与电阻R6和比较器A2输入负极相连；电压基准源Vr正端与A2输入正极相连接，电阻R6另一端和Vr负极接地设置；比较器A2输出端接入比较器A3的输入负极设置，比较器A3的输入正极接入功率级电路的电流互感器次级侧的异名端；比较器A3的输出端接入功率级电路的隔离变压器的次级侧。
更进一步的，控制环电路还包括互补驱动器；其中互补驱动器的输入端连接比较器A3的输出端，互补驱动器的输出端连接功率级电路的次级侧开关管的栅极。
优选的，轻载环流抑制电路的工作原理为当峰值电流控制DC/DC电路的电流采样信号经电流互感器后，传递至二极管D2和电阻R2后，并转换为相应的电压信号；电压信号经过电阻R1和电容C1组成积分网络后输出电压信号V+，并传递至比较器A1的正端；基准电压源Vref经过电阻R3和电阻R4的分压后；电压信号V-输入比较器A1的负端，其中电压信号V-为恒定值；
当变换器处于轻载或空载状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+小于电压信号V-，A1输出为低电平信号，低电平信号通过二级管D3输入至PNP三极管S3的基极；PNP三极管S3导通将峰值电流控制DC/DC电路1上的次级侧开关管S2栅极的驱动信号Vgs(SR)拉低，关断次级侧开关管S2，肖特基二极管D1导通；
当变换器处于轻载以上的工作状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+大于电压信号V-，A1输出为高电平信号，PNP三极管S3关断，驱动信号Vgs(SR)正常驱动次级侧开关管S2。
一种正激同步整流电路，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路、轻载环流抑制电路和正激同步整流电路；轻载环流抑制电路采用上述所述的轻载环流抑制电路。
一种反激同步整流电路，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路、轻载环流抑制电路和反激同步整流电路；轻载环流抑制电路采用上述所述的轻载环流抑制电路。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，通过检测变压器初级侧电流的平均值，在电流信号低于设定值时关闭次级侧MOS管，由并联的肖特基二极管续流；本轻载环流抑制电路可以有效消除反向环流带来的热损耗，提升变换器的轻载效率，提高电路的可靠性，与传统的轻载环流抑制电路相比，该线路与峰值电流控制电路共用电流采样电路与比较电压源，节省了器件数量；采用常见分立器件，线路简单、成本低、容易设计分析；变压器初级侧为采样点，对于低压大电流输出的DC/DC变换器具有更低的采样损耗；适用于buck、正激、反激等多种拓扑。
附图说明
图1为现有技术中输出电感电流检测电路结构示意图；
图2为本发明中基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路结构示意图；
图3为本发明中轻载环流抑制电路的工作波形示意图；
图4为本发明中实施例中所述的轻载环流抑制电路应用于正激同步整流拓扑示意图；
图5为本发明中实施例中所述的轻载环流抑制电路应用于反激同步整流拓扑示意图。
图中：1-峰值电流控制DC/DC电路；2-轻载环流抑制电路；3-正激同步整流电路；4-反激同步整流电路。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供了一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，如图2所示，在峰值电流控制DC/DC电路1上连接的轻载环流抑制电路2，用于提升轻载效率和抑制环流损耗；
轻载环流抑制电路2包括二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、比较器A1、PNP三极管S3和基准电压源Vref；所述二极管D2的阳极与电流控制DC/DC电路1的电流互感器连接；二极管D2的阴极分别接入电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与比较器A1的输入正端和电容C1的一端相连，电阻R3的一端与基准电压源Vref的正极相连，电阻R3的另一端与电阻R4的一端和比较器A1的输入负端相连；比较器A1的输出端与二级管D3的负极相连，二级管D3正极与PNP三极管S3的基极相连。PNP三极管S3的发射极与峰值电流控制DC/DC电路1的栅极驱动信号相连；其中PNP三极管S3的集电极、基准电压源Vref的负极、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电容C1的另一端分别与次级地相连。
峰值电流控制DC/DC电路1包括功率级电路和控制环电路；其中功率级电路和控制环电路相连设置。
功率级电路包括主功率变压器T1、电流互感器T2、隔离变压器T3、初级侧开关管S1、次级侧开关管S2和肖特基二极管D1；所述主功率变压器T1初级侧的同名端与电流互感器T2的初级侧的异名端相连；主功率变压器T1初级侧的异名端与初级侧开关管S1的漏极相连，初级侧开关管S1的源极接初级地；电流互感器T2的初级侧同名端与电路输入端Vin端相连，电流互感器T2的次级侧异名端与二极管D2的阳极连接；次级侧开关管S2的漏极与肖特基二极管D1的阴极连接，次级侧开关管S2的源极与肖特基二极管D1的阳极连接；驱动信号Vgs(SR)输入至S2的栅极；次级侧开关管S2的栅极驱动信号与PNP三极管S3的发射极连接；所述隔离变压器T3的初级侧接入初级侧开关管S1的栅极，隔离变压器T3的次级侧与控制环电路连接设置。
控制环电路包括电阻R5、电阻R6、比较器A2、比较器A3和电压基准源Vr；电阻R5的一端与功率级电路的输出端，另一端与电阻R6和比较器A2输入负极相连；电压基准源Vr正端与A2输入正极相连接，电阻R6另一端和Vr负极接地设置；比较器A2输出端接入比较器A3的输入负极设置，比较器A3的输入正极接入功率级电路的电流互感器次级侧的异名端；比较器A3的输出端接入功率级电路的隔离变压器的次级侧。
控制环电路还包括互补驱动器；其中互补驱动器的输入端连接比较器A3的输出端，互补驱动器的输出端连接功率级电路的次级侧开关管的栅极。
本发明中轻载环流抑制电路2的工作原理为：当峰值电流控制DC/DC电路1中的初级侧开关管S1导通时，初级侧电流经过电流互感器T2初级侧。当初级侧开关管S1关断后，次级侧开关管S2导通；电流采样信号传递至电流互感器T2次级侧，传递至二极管D2和电阻R2后，并转换为相应的电压信号；电压信号经过电阻R1和电容C1组成积分网络后输出电压信号V+，并传递至比较器A1的正端；基准电压源Vref经过电阻R3和电阻R4的分压后，电压信号V-输入比较器A1的负端，其中电压信号V-为恒定值；
当变换器处于轻载或空载状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+小于电压信号V-，A1输出为低电平信号，低电平信号通过二级管D3输入至PNP三极管S3的基极；PNP三极管S3导通将峰值电流控制DC/DC电路1上的次级侧开关管S2栅极的驱动信号Vgs(SR)拉低，关断次级开关管S2，肖特基二极管D1导通；
当变换器处于轻载以上的工作状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+大于电压信号V-，A1输出为高电平信号，PNP三极管S3关断，驱动信号Vgs(SR)正常驱动次级侧开关管S2。
根据图3所示轻载环流抑制电路的工作波形，其中Vgs为主功率管S1的栅极电压；Vref为轻载环流抑制电路的临界电压，IL2与IL1分别为大于和小于该临界值时的输出电感电流，IP2与IP1分别为大于和小于该临界值时的变压器初级电感电流，IO2/N和IO1/N分别为大于和小于该临界值时负载电流在初级侧的等效电流，VC2与VC1分别为大于和小于该临界值时比较器输入端V+的电压。当V+大于Vref时(VC2)使能续流管S2，V+小于Vref时(VC1)关闭续流管S2。
实施例1
一种正激同步整流电路，其特征在于，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路1、轻载环流抑制电路2和正激同步整流电路3；所述的轻载环流抑制电路2采用上述所述的轻载环流抑制电路，如图4所示；轻载环流抑制电路2控制次级侧开关管S2，在轻载时关闭次级侧开关管S2，由肖特基二极管D1续流。
峰值电流控制DC/DC电路1和正激同步整流电路3之间，电阻R5连接电路输出端Vo，比较器A3的输出端和隔离器T3次级侧连接互补驱动器的输入端和开关管S4栅极，隔离器T3的初级侧连接开关管S1栅极。峰值电流控制DC/DC电路1和轻载环流抑制电路2之间，电流互感器T2次级侧异名端和比较器A3输入正端连接二极管D2阳极。正激同步整流电路3和轻载环流抑制电路2之间，三极管S3的发射极连接互补驱动器的输出端和开关管S2栅极。
变压器T1的匝比为N:1，电流互感器T2的匝比为1:Ns，忽略励磁电流的直流分量。设输出电流平均值为Io，输出电流纹波的峰-峰值为Iop-p。连续模式下，输出电流与纹波的关系式为Io>Iop-p。其中当输入电压Vin为最大值时,占空比为最小值Dmin，此时输出电流纹波Iop-p具有最大值，该工作点为最恶劣工作点。为保证在全输入电压范围内，在进入强制连续模式前将续流管关断，Vref的等效电流必须始终大于最大纹波电流Iop-p。Vref最小值的表达式为：
其中Vo为输出电压，Tsw为开关频率，Lo为输出电感量。为实现环流抑制电路在全范围内正常工作，Vref留出0.5V的裕量。
经测试，采用该线路前，空载电流为150mA；采用该线路后，空载电流为20mA，并且可靠性得到提升。
实施例2
一种反激同步整流电路，其特征在于，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路1、轻载环流抑制电路2和反激同步整流电路4；所述的轻载环流抑制电路2采用上述所述的轻载环流抑制电路，如图5所示；轻载环流抑制电路控制次级侧开关管S2，在轻载时关闭次级侧开关管S2，由肖特基二极管D1整流。
峰值电流控制DC/DC电路1和反激同步整流电路4之间，电阻R5连接电路输出端Vo，比较器A3的输出端和隔离器T3次级侧连接开关管S4栅极，隔离器T3的初级侧连接开关管S1栅极。峰值电流控制DC/DC电路1和轻载环流抑制电路2之间，电流互感器T2次级侧异名端和比较器A3输入正端连接二极管D2阳极。反激同步整流电路4和轻载环流抑制电路2之间，三极管S3的发射极连接开关管S2栅极。
由于反激电路工作在DCM模式，该模式下环流抑制线路的参考电平V+与变压器电感量无关，V+设置在轻载下即可。若设置的轻载参考电流为Ia，则Vref的取值为：
其中，0.5为Vref的建议裕量，可根据实际情况调整。经测试，采用该线路后，轻载效率提升约2％-3％，空载与轻载下环流损耗大大减小，并且可靠性得到提升。
Claims (5)
1.一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，其特征在于，包括在峰值电流控制DC/DC电路(1)上连接的轻载环流抑制电路(2)，用于提升轻载效率和抑制环流损耗；
所述轻载环流抑制电路(2)包括二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、比较器A1、PNP三极管S3和基准电压源Vref；所述二极管D2的阳极与电流控制DC/DC电路(1)的电流互感器连接；二极管D2的阴极分别接入电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与比较器A1的输入正端和电容C1的一端相连，电阻R3的一端与基准电压源Vref的正极相连，电阻R3的另一端与电阻R4的一端和比较器A1的输入负端相连；比较器A1的输出端与二级管D3的负极相连，二级管D3正极与PNP三极管S3的基极相连；PNP三极管S3的发射极与峰值电流控制DC/DC电路(1)的栅极驱动信号相连；其中PNP三极管S3的集电极、基准电压源Vref的负极、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电容C1的另一端分别与次级地相连；
所述峰值电流控制DC/DC电路(1)包括功率级电路和控制环电路；其中功率级电路和控制环电路相连设置；
所述功率级电路包括主功率变压器T1、电流互感器T2、隔离变压器T3、初级侧开关管S1、次级侧开关管S2和肖特基二极管D1；所述主功率变压器T1初级侧的同名端与电流互感器T2的初级侧的异名端相连；主功率变压器T1初级侧的异名端与初级侧开关管S1的漏极相连，初级侧开关管S1的源极接初级地；电流互感器T2的初级侧同名端与电路输入端Vin端相连，电流互感器T2的次级侧异名端与二极管D2的阳极连接；次级侧开关管S2的漏极与肖特基二极管D1的阴极连接，次级侧开关管S2的源极与肖特基二极管D1的阳极连接；驱动信号Vgs(SR)输入至次级侧开关管S2的栅极；次级侧开关管S2的栅极驱动信号与PNP三极管S3的发射极连接；所述隔离变压器T3的初级侧接入初级侧开关管S1的栅极，隔离变压器T3的次级侧与控制环电路连接设置；
所述控制环电路包括电阻R5、电阻R6、比较器A2、比较器A3和电压基准源Vr；电阻R5的一端与功率级电路的输出端，另一端与电阻R6和比较器A2输入负极相连；电压基准源Vr正端与A2输入正极相连接，电阻R6另一端和Vr负极接地设置；比较器A2输出端接入比较器A3的输入负极设置，比较器A3的输入正极接入功率级电路的电流互感器次级侧的异名端；比较器A3的输出端接入功率级电路的隔离变压器的次级侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，其特征在于，所述控制环电路还包括互补驱动器；其中互补驱动器的输入端连接比较器A3的输出端，互补驱动器的输出端连接功率级电路的次级侧开关管的栅极。
3.根据权利要求1所述的一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路，其特征在于，所述轻载环流抑制电路(2)的工作原理为当峰值电流控制DC/DC电路(1)的电流采样信号经电流互感器后，传递至二极管D2和电阻R2后，并转换为相应的电压信号；电压信号经过电阻R1和电容C1组成积分网络后输出电压信号V+，并传递至比较器A1的正端；基准电压源Vref经过电阻R3和电阻R4的分压后；电压信号V-输入比较器A1的负端，其中电压信号V-为恒定值；
当变换器处于轻载或空载状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+小于电压信号V-，A1输出为低电平信号，低电平信号通过二级管D3输入至PNP三极管S3的基极；PNP三极管S3导通将峰值电流控制DC/DC电路(1)上的次级侧开关管S2栅极的驱动信号Vgs(SR)拉低，关断次级侧开关管S2，肖特基二极管D1导通；
当变换器处于轻载以上的工作状态时，电流采样信号转换为的电压信号V+大于电压信号V-，A1输出为高电平信号，PNP三极管S3关断，驱动信号Vgs(SR)正常驱动次级侧开关管S2。
4.一种正激同步整流电路，其特征在于，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路(1)、轻载环流抑制电路(2)和正激同步整流电路(3)；所述的轻载环流抑制电路(2)采用如权利要求1-3的任意一项所述的轻载环流抑制电路。
5.一种反激同步整流电路，其特征在于，包括依次连接的峰值电流控制DC/DC电路(1)、轻载环流抑制电路(2)和反激同步整流电路(4)；所述的轻载环流抑制电路(2)采用如权利要求1-3的任意一项所述的轻载环流抑制电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110317199.0A CN113162419B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110317199.0A CN113162419B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113162419A CN113162419A (zh) | 2021-07-23 |
| CN113162419B true CN113162419B (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=76884691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110317199.0A Active CN113162419B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113162419B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116094337A (zh) * | 2023-01-21 | 2023-05-09 | 天航长鹰(江苏)科技有限公司 | 一种基于有源钳位正激拓扑的砖模块电源 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636116A (en) * | 1993-07-14 | 1997-06-03 | Melcher Ag | Synchronous rectifier impervious to reverse feed |
| JP2002142455A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Yokogawa Electric Corp | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| US7173835B1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-02-06 | System General Corp. | Control circuit associated with saturable inductor operated as synchronous rectifier forward power converter |
| CN101783594A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-21 | 东南大学 | 一种隔离式高轻载效率的低输出电压大电流开关电源 |
| CN201690364U (zh) * | 2010-05-21 | 2010-12-29 | 深圳市核达中远通电源技术有限公司 | 一种防止电流反灌的电路 |
| CN105006974A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-10-28 | 广州金升阳科技有限公司 | 同步整流控制方法、控制装置及开关电源 |
| CN105281578A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-27 | 广州金升阳科技有限公司 | 同步整流控制方法、控制装置及开关电源 |
| CN105577002A (zh) * | 2014-10-15 | 2016-05-11 | 黄生林 | 反激式开关电源同步整流电路 |
| CN107968569A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-04-27 | 成都启臣微电子股份有限公司 | 一种同步整流控制器及同步整流控制方法 |
| CN111555626A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 东南大学 | 一种有源钳位反激变换器的控制方法及其系统 |
| CN111682770A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-18 | 中南大学 | 有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法 |
| CN111865090A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-30 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种基于原边电流采样的副边同步整流控制电路及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4379903B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2009-12-09 | Ｔｄｋラムダ株式会社 | スイッチング電源装置 |
| US10862398B2 (en) * | 2015-02-03 | 2020-12-08 | Astec International Limited | DC-DC power converter for use in data communications distributed power architecture |
-
2021
- 2021-03-24 CN CN202110317199.0A patent/CN113162419B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636116A (en) * | 1993-07-14 | 1997-06-03 | Melcher Ag | Synchronous rectifier impervious to reverse feed |
| JP2002142455A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Yokogawa Electric Corp | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| US7173835B1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-02-06 | System General Corp. | Control circuit associated with saturable inductor operated as synchronous rectifier forward power converter |
| CN101783594A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-21 | 东南大学 | 一种隔离式高轻载效率的低输出电压大电流开关电源 |
| CN201690364U (zh) * | 2010-05-21 | 2010-12-29 | 深圳市核达中远通电源技术有限公司 | 一种防止电流反灌的电路 |
| CN105577002A (zh) * | 2014-10-15 | 2016-05-11 | 黄生林 | 反激式开关电源同步整流电路 |
| CN105006974A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-10-28 | 广州金升阳科技有限公司 | 同步整流控制方法、控制装置及开关电源 |
| CN105281578A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-27 | 广州金升阳科技有限公司 | 同步整流控制方法、控制装置及开关电源 |
| CN107968569A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-04-27 | 成都启臣微电子股份有限公司 | 一种同步整流控制器及同步整流控制方法 |
| CN111555626A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 东南大学 | 一种有源钳位反激变换器的控制方法及其系统 |
| CN111682770A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-18 | 中南大学 | 有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法 |
| CN111865090A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-30 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种基于原边电流采样的副边同步整流控制电路及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113162419A (zh) | 2021-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8520414B2 (en) | Controller for a power converter | |
| CN101925236B (zh) | 隔离型高功率因数反激式led驱动器原边恒流控制装置 | |
| CN101925237B (zh) | 隔离型反激变换器的原边恒流控制装置 | |
| CN108448902B (zh) | 一种同步整流反激式直流-直流电源转换装置及控制方法 | |
| CN112087146B (zh) | 一种不对称半桥反激变换器的控制方法及电路 | |
| CN101783594A (zh) | 一种隔离式高轻载效率的低输出电压大电流开关电源 | |
| CN111585440A (zh) | 有源钳位反激变换器的控制系统及方法 | |
| CN113162419B (zh) | 一种基于峰值电流控制的轻载环流抑制电路 | |
| US6239989B1 (en) | Forward converter with improved reset circuitry | |
| CN201733501U (zh) | 一种led驱动器原边恒流控制装置 | |
| WO2019218707A1 (zh) | 一种变换器及其控制方法 | |
| CN204517684U (zh) | 一种隔离式电压变换电路和控制电路 | |
| CN113472213A (zh) | 一种反激变换器 | |
| CN108667304A (zh) | 同步整流反激式直流-直流电源转换装置及控制方法 | |
| CN211296567U (zh) | 一种多路输出电路 | |
| WO2023098199A1 (zh) | 基于自激式降压变换器的高功率密度辅助电源 | |
| CN208158436U (zh) | 一种同步整流反激式直流-直流电源转换装置 | |
| WO2020007108A1 (zh) | 一种开关变换器 | |
| CN111030481A (zh) | 一种无辅助绕组的恒压恒流反激式ac-dc变换器及其控制电路 | |
| CN110768215B (zh) | 一种开关电源的输出过压保护控制电路及其控制方法 | |
| CN108199584B (zh) | 一种多管串联的正激电源电路 | |
| CN113708635A (zh) | 反激变换器的切换方法及控制装置 | |
| CN112910269A (zh) | 一种次级侧脉宽调制及同步整流驱动电路以及驱动方法 | |
| CN112366947A (zh) | 一种高增益llc谐振变换器的控制电路 | |
| CN112003457A (zh) | 一种buck电路上mos管零电压开关的装置及实现方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |