CN113381611B - 一种反激变换器的控制方法及控制装置 - Google Patents

一种反激变换器的控制方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

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初级侧功率开关单元、次级侧开关单元、变压器、钳位单元以及所述的控制装置；其特征在于：在每个工作周期，次级侧开关单元仅导通一次，且在导通时间内，仅产生激磁负电流，关断次级侧开关单元后经设定死区时间开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关管的零电压开通。本发明在不增加额外功率器件的基础上可以实现全输入电压范围，全负载范围条件下初级侧功率开关管的零电压开通。

Description

一种反激变换器的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及变换器电路，特别涉及反激变换器的控制装置及控制方法。
背景技术
反激变换器因其成本低、拓扑简单等优点广泛应用于中小功率开关电源。通常为了提高反激变换器的工作效率，次级侧采用同步整流的方法，同时因其可以实现初级侧功率开关管的谷底开通，常采用同步整流的准谐振反激变换器，可显著减小开关损耗。但是在高压输入的工况下，尽管谷底导通，依然存在较大的开通损耗问题。为了解决这个问题，在相关的学术论文中提出了两种次级侧整流管的控制策略。
图1为现有的一种次级侧采用同步整流的反激变换器电路，包括初级侧功率开关单元SM、次级侧开关单元SR、变压器TX1、钳位单元、输出电容Co以及控制装置，控制装置包括初级侧控制器U1及次级侧控制器U2，分别对初级侧开关单元及次级侧开关单元进行控制。
图2为现有的一种次级侧控制策略实现初级侧功率开关单元ZVS的工作波形图，通过次级侧整流管的导通延迟，在次级侧线圈中产生一反向电流，待次级侧整流管关闭后，在预设的死区时间之后开通初级侧功率管，在死区时间内通过该电流参与激磁电感和初级侧功率开关管的寄生电容的谐振来实现初级侧主功率管的零电压开通(ZVS)。
图3为另一种次级侧控制策略实现初级侧功率开关单元ZVS的工作波形图，电路工作在断续模式，当初级侧功率开关单元关断之后经过一设定死区时间之后开通初级侧功率开关单元，次级侧激磁电流线性下降，当次级侧电流降为0，次级侧整流管关断，经过一段时间后，在初级侧功率管导通前，次级侧整流管再次导通一次，在次级侧线圈中产生一激磁负电流，待次级侧整流管关闭后，在预设的死区时间之后开通初级侧功率管，在死区时间内通过该激磁负电流参与激磁电感和初级侧功率开关管的寄生电容的谐振来实现初级侧功率开关管的零电压开通(ZVS)。对于图2所述的次级侧整流管控制策略，需要在整个输入电压范围内以及整个负载范围内，电路都必须工作在临界导通模式；根据谐振反激变换器(QRFlyback)的临界导通模式的工作原理，在同样的负载情况下，输入电压越高，其工作频率越高；在同样的输入电压情况下，负载越轻，其工作频率越高。因此，高压输入轻载情况下的工作频率会变的非常高，由此带来的开关损耗严重影响效率。因此该模式适合工作在重载或满载等负载大的工况下。
对于图3所述的次级侧整流管控制策略，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的零电压开通，相比于图2所述的次级侧整流管控制策略，在同样的大负载条件下，由于工作在断续模式，其电流峰值应力较大，此时依然存在较大的损耗，因此图3所述控制策略适合工作在相比图2控制策略负载较轻或中载的工况下。因此，当电路工作在负载更低，工作频率更高的场合，由于输出电流较小，此时次级侧同步整流管的导通损耗已不是主要损耗因素，而次级侧整流管在初级侧功率管导通前需要导通两次，在高频的情况下，次级侧整流管的开关损耗将造成更大的损耗，影响电路的工作效率。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供一种反激变换器的控制方法及控制装置，能实现初级侧功率开关单元的零电压开关，以解决现有反激变换器工作在高频轻载工况下的损耗的问题。同时该发明适用于小功率输出电流较小的场合并且能够节约成本。
为解决上述技术问题，本发明提供的反激变换器的控制方法技术方案如下：
一种反激变换器的控制方法，所适用的反激变换器包括初级侧功率开关单元、次级侧开关单元、变压器、钳位单元以及控制装置；所述的控制装置包括：初级侧控制装置，用以产生初级侧功率开关单元控制信号及次级侧开关单元控制信号；隔离驱动装置，用以将次级侧开关单元控制信号耦合至次级侧开关单元的控制端子；其特征在于：在每个工作周期，次级侧开关单元仅导通一次，且在导通时间内，仅产生激磁负电流，关断次级侧开关单元后经设定死区时间开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关管的零电压开通。
进一步地，反激变换器的各工作周期的包括如下四个阶段：
第一阶段，接通初级侧功率开关单元，初级侧激磁电流在初级绕组中沿正向流动，第一阶段结束之后，关断初级侧功率开关单元，反激变换器进入第二阶段；
第二阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元均关断，反激变换器通过次级侧开关单元的寄生二极管或并联二极管进行续流，次级侧激磁电流下降，当次级侧激磁电流下降至0，第二阶段结束，反激变换器进入第三阶段；
第三阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元两端电压开始谐振，在初级侧功率开关单元两端电压谐振到波峰，即次级侧开关单元两端电压谐振到波谷时，导通次级侧开关单元，进入第四阶段；
第四阶段，检测激磁负电流幅值并与设定阈值比较，当激磁负电流的幅值大于设定阈值，关断次级侧开关单元关断，同时经一设定死区时间之后，开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关单元的零电压开通。
进一步地，激磁负电流阈值基于反激变换器的输入电压，或输入电压及输出电压设定，设置公式为：
Figure GDA0004194687200000031
其中Ineg_ref为激磁负电流阈值；Nps为初级侧绕组与次级侧绕组匝比；Vin为输入电压；Vo为输出电压；Lm为激磁电感电感量；Ceq为死区谐振时的等效电容。
进一步地，输入电压的检测为通过检测输入电压源获得、通过检测初级侧功率开关单元两端电压获得、通过检测次级侧开关单元两端电压获得、通过检测初级侧激磁电流上升斜率获得，或者通过检测初级侧激磁电流上升时间及次级侧激磁电流下降时间的比值获得。
进一步地，激磁负电流检测通过采样电阻或互感器检测反激变换器的激磁负电流幅值来实现。
进一步地，第三阶段与反激变换器的负载有关，负载越小，第三阶段时间越长。
进一步地，初级侧功率开关单元为MOS管；次级侧开关单元为MOS管，或小规格参数MOS管与肖特基二极管并联组成的电路，并联即二极管的阳极与MOS管的源极连接、二极管的阴极与晶体管的漏极连接。
进一步地，反激变换器的工作模式为断续模式。原因在于工作在断续模式可以使变换器工作在设定频率，减小开关损耗。
进一步地，反激变换器为RCD钳位反激变换器或有源钳位反激变换器。原因在于采用RCD钳位的方式可以降低生产成本，而采用有源钳位的方式可以回收漏感能量，减少初级侧开关单元工作时的电压尖峰。
对应地，本发明提供的反激变换器的控制装置的技术方案如下：
一种反激变换器的控制装置，所适用的反激变换器包括初级侧功率开关单元、次级侧开关单元、变压器、钳位单元以及所述的控制装置；所述的控制装置包括：初级侧控制装置，用以产生初级侧功率开关单元控制信号及次级侧开关单元控制信号；隔离驱动装置，用以将次级侧开关单元控制信号耦合至次级侧开关单元的控制端子；其特征在于：在每个工作周期，次级侧开关单元仅导通一次，且在导通时间内，仅产生激磁负电流，关断次级侧开关单元后，经设定的死区时间开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关管的零电压开通。
进一步地，反激变换器的各工作周期的包括如下四个阶段：
第一阶段，接通初级侧功率开关单元，初级侧激磁电流在初级绕组中沿正向流动，第一阶段结束之后，关断初级侧功率开关单元，反激变换器进入第二阶段；
第二阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元均关断，反激变换器通过次级侧开关单元的寄生二极管或并联二极管进行续流，次级侧激磁电流下降，当次级侧激磁电流下降至0，第二阶段结束，反激变换器进入第三阶段；
第三阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元两端电压开始谐振，在初级侧功率开关单元两端电压谐振到波峰，即次级侧开关单元两端电压谐振到波谷时，导通次级侧开关单元，进入第四阶段；
第四阶段，检测激磁负电流幅值并与设定阈值比较，当激磁负电流的幅值大于设定阈值，关断次级侧开关单元关断，同时经一设定死区时间之后，开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关单元的零电压开通。
进一步地，激磁负电流阈值基于反激变换器的输入电压，或输入电压及输出电压设定，设置公式为：
Figure GDA0004194687200000041
其中Ineg_ref为激磁负电流阈值；Nps为初级侧绕组与次级侧绕组匝比；Vin为输入电压；Vo为输出电压；Lm为激磁电感电感量；Ceq为死区谐振时的等效电容。
进一步地，输入电压的检测为通过检测输入电压源获得、通过检测初级侧功率开关单元两端电压获得、通过检测次级侧开关单元两端电压获得、通过检测初级侧激磁电流上升斜率获得，或者通过检测初级侧激磁电流上升时间及次级侧激磁电流下降时间的比值获得。
进一步地，激磁负电流检测通过采样电阻或互感器检测反激变换器的激磁负电流幅值来实现。
进一步地，第三阶段与反激变换器的负载有关，负载越小，第三阶段时间越长。
进一步地，初级侧功率开关单元为MOS管；次级侧开关单元为MOS管，或小规格参数MOS管与肖特基二极管并联组成的电路，并联即二极管的阳极与MOS管的源极连接、二极管的阴极与晶体管的漏极连接。
进一步地，反激变换器的工作模式为断续模式。
进一步地，反激变换器为RCD钳位反激变换器或有源钳位反激变换器。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、通过控制次级侧开关单元在初级侧功率开关单元导通之前仅开通一段预设时间，产生一激磁负电流，之后经设定死区时间开通初级侧额开关单元可实现其零电压开通，能解决反激变换器的开通损耗大的问题。
2、该方案在负载较小的高频应用场合，可以实现全电压输入范围内的初级侧功率开关单元中开关管的零电压开通，同时减少开关损耗。
3、该方案无新增器件，并且次级侧开关单元可以选择小规格功率开关管及肖特基二极管的组合方式，进一步降低实现成本。
附图说明
图1为现有的一种次级侧带同步整流电路的原理图；
图2为现有的一种次级侧控制策略实现初级侧功率开关单元ZVS的工作波形图；
图3为现有的另一种次级侧控制策略实现初级侧功率开关单元ZVS的工作波形图；
图4为本发明一例控制装置较佳电路结构示意图；
图5为本发明一例控制装置较佳电路控制波形图；
图6为本发明又一例控制装置较佳电路控制波形图。
具体实施方式
体现本公开特征与优点的典型实施例将在后段的说明中结合附图详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，这些变化皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上当作对这些变化进行说明，而非用于限制本公开。
另外需要说明的是，本申请中会出现相同的术语采用不同的表达的情况，这些不同的表达代表的含义相同，例如：
(1)主功率管、主功率开关管、初级侧开关单元、初级侧主功率管、初级侧功率管、初级侧功率开关管、初级侧主功率开关管、初级侧功率开关等；
(2)同步整流管、次级侧开关管、次级侧开关单元、次级侧整流管、次级侧整流单元、次级侧整流开关、次级侧整流开关管、次级侧同步整流管、次级侧同步整流单元等；
(3)初级侧激磁电流、初级侧开关单元激磁电流等；
(4)去磁电流、正向去磁电流、次级侧去磁电流、次级侧激磁电流、次级侧正向激磁电流等；
(5)去磁负电流、负向去磁电流、激磁负电流、次级侧激磁负电流、次级侧开关单元激磁负电流、反激变换器的负向激磁电流等。
此外，本公开附图仅为本公开的示意图，并非一定是按比例绘制。附图中相同的标记表示相同或类似的部分，因而将省略对其重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以运用软件来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本发明涉及的信号代码等较多，集中说明如下：
Vin：输入电压；
Vo：输出电压；
Ineg_ref：激磁负电流阈值；
Nps：初级侧绕组与次级侧绕组匝比；
Lm：激磁电感电感量；
Ceq：死区谐振时的等效电容；
G_SM：初级侧功率开关单元控制信号；
G_SR：次级侧开关单元控制信号；
SM_Vds：初级侧功率开关单元两端电压；
SR_Vds：次级侧开关单元两端电压；
I_p_：初级侧激磁电流，即流过激磁电感Lm的电流；
I_s：次级侧激磁电流，即流过次级侧绕组S1的电流，默认为正向流动；
I_SR_neg:次级侧开关单元激磁负电流，也是流过次级侧绕组S1的电流，与I_s不同之处在于流动方向为负；
I_neg_sense：次级侧开关单元激磁负电流幅值信号；
11：初级侧控制单元；
22：隔离驱动单元；
33：反激电路结构；
331处：反激变换器的正输入端；
332处：初级侧功率开关单元SM的源极；
333处：即初级侧功率开关单元SM的漏极；
334处：即次级侧开关单元SR的源极；
335处：即次级侧开关单元SR的漏极。
如图4为本发明一例控制装置较佳电路结构示意图，其中控制装置包括初级侧控制装置11和隔离驱动单元22，应用于反激电路结构33。反激电路结构33包括初级侧功率开关单元SM(图4中为MOS管，电容Coss为MOS管的输出电容)、次级侧开关单元SR、钳位单元、变压器TX1以及输出电容Co；初级侧控制装置11用以产生初级侧功率开关单元SM的控制信号G_SM及次级侧开关单元SR的控制信号G_SR；隔离驱动单元22用以将次级侧开关单元SR的控制信号G_SR耦合至次级侧开关单元SR的控制端子。
如图4中的次级侧开关单元SR，其可以是具有寄生二极管的MOS管功率开关器件，也可以是肖特基二极管或开关二极管与小规格MOS管功率开关器件的并联，并联即二极管的阳极与晶体管的源极连接、二极管的阴极与晶体管的漏极连接。
如图5为本发明一例控制装置较佳电路控制波形图，其一个工作周期的控制波形说明如下：
T0时刻，初级侧控制装置11输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM导通，此时初级侧激磁电流I_p开始线性上升。
T1时刻，初级侧激磁电流I_p上升到设定值，初级侧控制装置11输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM关断。
T1～T2时刻为死区时间。
T2～T3时刻，此时初级侧控制装置11继续输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM关断，同时初级侧控制装置11还输出控制信号G_SR经过隔离驱动单元22控制次级侧开关单元SR关断，此时次级侧开关单元SR利用寄生二极管或并联的肖特基来进行整流，次级侧激磁电流I_s开始下降。
T3时刻，次级侧激磁电流I_s下降至0，初级侧功率开关单元SM两端电压SM_Vds与次级侧开关单元SR两端的电压SR_Vds进行谐振。
T3～T4时刻，初级侧功率开关单元SM与次级侧开关单元SR仍然保持关断，且该段时间长度可以根据负载大小确定，当负载越小，该时间段越长，原因在于当反激变换器工作在轻载时，此时开关单元的导通损耗已经不是主要的损耗原因，更多的损耗由开关损耗造成，因此需要在轻载时增加该时间段让反激变换器工作在低频开关的工作状态，降低开关损耗，提高反激变换器的工作效率。
T4时刻，当检测到初级侧功率开关单元SM两端电压SM_Vds谐振至某一预设波峰时，此时次级侧开关单元SR两端电压SR_Vds会谐振至某一预设波谷，初级侧控制装置11输出控制信号G_SR经过隔离驱动装置22控制次级侧开关单元SR导通，此时开通次级侧开关单元SR可以实现次级侧开关单元的准谐振导通，次级侧开关单元SR在其两端电压谐振到最低点时导通能减小开关损耗。
T5时刻，通过电阻或者互感器检测到次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg的幅值与预设的激磁负电流阈值Ineg_ref比较，当检测的次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg的幅值信号I_neg_sense大于预设的激磁负电流的Ineg_ref阈值时，初级侧控制装置11输出控制信号G_SR经过隔离驱动装置22关断次级侧开关单元SR。
T5～T6为死区时间，T6时刻导通初级侧功率开关单元SM实现零电压开通。
需要说明的是，当输出电压Vin≤NpsVo时，无需负向电流，原因在于初级侧功率开关单元SM两端电压在死区时间即可自然谐振至0。由于反激变换器工作的输入电压范围很宽，当Vin＞NpsVo时，初级侧功率开关单元SM两端电压无法自然谐振至0，因此在初级侧功率开关单元导通前需要一负向激磁电流。
由于在T3时刻次级侧激磁电流I_s下降至0，当T4时刻次级侧开关单元SR导通，输出电压Vo对变压器TX1副边绕组S1反向激磁，会产生一次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg，在T5时刻通过使用电阻或者互感器检测获得次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg的幅值信号I_neg_sense，与一预设的激磁负电流的阈值Ineg_ref进行比较，使得初级侧功率开关单元SM零电压开通得以实现。
其中预设的激磁负电流阈值Ineg_ref由输入电压或输入电压及输出电压确定，根据公式
Figure GDA0004194687200000081
从该公式可以看出，当输入电压Vin越大，对应的激磁负电流阈值Ineg_ref越大。
次级侧开关单元SR关断之后，经过一设定死区时间，由于合适的激磁负电流，初级侧功率开关单元SM两端电压可以在死区时间内恰好谐振至零电压附近，此时开通初级侧功率开关单元SM可以实现零电压导通。
如图6为本发明又一例控制装置较佳电路结构示意图，图6与图4不同之处在于对初级侧控制装置11的内部结构进行了公开，如图6所示初级侧控制装置11包括：
激磁负电流阈值设置单元：用于通过采用电阻或者绕组的方法采集输入电压信号及输出电压信号，根据公式
Figure GDA0004194687200000082
设置激磁负电流阈值Ineg_ref；
激磁负电流幅值信号接收单元：用于通过电阻或者互感器在334处(即次级侧开关单元SR的源极)采集次级侧激磁负电流获得次级侧开关单元激磁负电流幅值信号I_neg_sense；
比较器单元：用于将次级侧开关单元激磁负电流幅值信号I_neg_sense与激磁负电流阈值Ineg_ref进行比较，控制次级侧开关单元SR的关断；
波峰检测信号接收单元：用于检测初级侧功率开关单元两端电压SM_Vds谐振波峰，控制次级侧开关单元SR的导通；
波谷检测信号接收单元：用于检测次级侧开关单元两端电压SR_Vds谐振波谷，控制次级侧开关单元SR的导通；
PWM单元：用于提供初级侧功率开关单元SM的控制信号G_SM及次级侧开关单元SR的控制信号G_SR。
需要说明的是，当初级侧功率开关单元SM两端的电压谐振到波峰时，次级侧开关单元SR两端的电压谐振到波谷，故波峰检测信号接收单元和波谷检测信号接收单元可以只选择其中一个即可。
图6电路的一种较佳的控制方法的波形图与图5相同，在一个工作周期包括如下四个阶段：
第一阶段，初级侧控制装置11输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM导通，进入第一阶段，此时初级侧激磁电流I_p正向线性上升，当上升至设定阈值时，初级侧控制装置11输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM关断，第一阶段结束，经过一设定死区时间之后进入第二阶段。
第二阶段，初级侧控制装置11输出控制信号G_SM控制初级侧功率开关单元SM关断，初级侧控制装置11同时还输出控制信号G_SR通过隔离驱动单元22传输到次级侧开关单元SR的控制端子控制次级侧开关单元SR关断，此时反激变换器通过次级侧开关单元SR的寄生二极管或并联的肖特基二极管进行整流，次级侧激磁电流I_s开始下降，当次级侧激磁电流I_s下降至0，第二阶段结束，反激变换器进入第三阶段。
第三阶段，初级侧电感与初级侧功率开关单元SM漏源极寄生电容开始谐振、次级侧电感与次级侧开关单元SR漏源极寄生电容开始谐振，初级侧控制装置11内部的波峰检测信号接收单元检测到初级侧功率开关单元SM两端电压SM_Vds谐振至某一设定波峰时，PWM单元输出控制信号G_SR，通过隔离驱动单元22控制开通次级侧开关单元SR以产生次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg；或者初级侧控制装置11内部的波谷检测信号接收单元检测到次级侧开关单元SR两端电压SR_Vds谐振至某一设定波谷时，PWM单元输出控制信号G_SR，通过隔离驱动单元22控制开通次级侧开关单元SR以产生次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg。其中波峰检测信号接收单元可以通过检测图6中333处(即初级侧功率开关单元SM的漏极)和332处(即初级侧功率开关单元SM的源极)的电压采集波峰信号，波谷检测信号接收单元以通过检测图6中334处(即次级侧开关单元SR的源极)和335处(即次级侧开关单元SR的漏极)之间的电压采集波谷信号。
第四阶段，次级侧开关单元SR导通期间，通过初级侧控制装置11内部的激磁负电流幅值信号接收单元接收采集的次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg的幅值信号I_neg_sense，同时初级侧控制装置11内部的激磁负电流阈值设置单元根据输入电压信号或通过输入电压信号及输出电压信号产生一激磁负电流设置阈值Ineg_ref，将采集的次级侧开关单元激磁负电流I_SR_neg的幅值信号I_neg_sense与激磁负电流阈值Ineg_ref分别输入至初级侧控制装置11中的比较器单元，当激磁负电流幅值信号I_neg_sense大于或等于激磁负电流阈值Ineg_ref时，比较器单元输出一控制信号至PWM单元，PWM单元输出控制信号G_SR，该控制信号G_SR经隔离驱动单元22耦合至次级侧开关单元SR的控制端子，以关断次级侧开关单元SR。其中激磁负电流幅值信号I_neg_sense可以通过在334处通过电阻或互感器获得；输入电压信号可以通过在331处(反激变换器的正输入端)直接通过电阻采样获得，也可以通过检测在初级侧功率开关单元SM导通时刻334处的电压根据公式NpsVo＝Vin获得；输出电压信号可以通过在335处直接通过电阻采样获得或者绕组通过采样331处与333处之间的电压差值获得。
至此，反激变换器的一个工作周期结束，进入下一个工作周期。
虽然上述已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种反激变换器的控制方法，所适用的反激变换器包括初级侧功率开关单元、次级侧开关单元、变压器、钳位单元以及控制装置；所述的控制装置包括：初级侧控制装置，用以产生初级侧功率开关单元控制信号及次级侧开关单元控制信号；隔离驱动装置，用以将次级侧开关单元控制信号耦合至次级侧开关单元的控制端子；其特征在于：在每个工作周期，次级侧开关单元仅导通一次，且在导通时间内，仅产生激磁负电流，关断次级侧开关单元后经设定死区时间开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关管的零电压开通；
所述反激变换器的各工作周期的包括如下四个阶段：
第一阶段，接通初级侧功率开关单元，初级侧激磁电流在初级绕组中沿正向流动，第一阶段结束之后，关断初级侧功率开关单元，反激变换器进入第二阶段；
第二阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元均关断，反激变换器通过次级侧开关单元的寄生二极管或并联二极管进行续流，次级侧激磁电流下降，当次级侧激磁电流下降至0，第二阶段结束，反激变换器进入第三阶段；
第三阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元两端电压开始谐振，在初级侧功率开关单元两端电压谐振到波峰，即次级侧开关单元两端电压谐振到波谷时，导通次级侧开关单元，进入第四阶段；
第四阶段，检测激磁负电流幅值并与设定阈值比较，当激磁负电流的幅值大于设定阈值，关断次级侧开关单元关断，同时经一设定死区时间之后，开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关单元的零电压开通。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：激磁负电流阈值基于反激变换器的输入电压，或输入电压及输出电压设定，设置公式为：
Figure FDA0004096346400000011
其中Ineg_ref为激磁负电流阈值；Nps为初级侧绕组与次级侧绕组匝比；Vin为输入电压；Vo为输出电压；Lm为激磁电感电感量；Ceq为死区谐振时的等效电容。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：输入电压的检测为通过检测输入电压源获得、通过检测初级侧功率开关单元两端电压获得、通过检测次级侧开关单元两端电压获得、通过检测初级侧激磁电流上升斜率获得，或者通过检测初级侧激磁电流上升时间及次级侧激磁电流下降时间的比值获得。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：激磁负电流检测通过采样电阻或互感器检测反激变换器的激磁负电流幅值来实现。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：第三阶段与反激变换器的负载有关，负载越小，第三阶段时间越长。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：初级侧功率开关单元为MOS管；次级侧开关单元为MOS管，或小规格参数MOS管与肖特基二极管并联组成的电路，并联即二极管的阳极与MOS管的源极连接、二极管的阴极与晶体管的漏极连接。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：反激变换器的工作模式为断续模式。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：反激变换器为RCD钳位反激变换器或有源钳位反激变换器。
9.一种反激变换器的控制装置，所适用的反激变换器包括初级侧功率开关单元、次级侧开关单元、变压器、钳位单元以及所述的控制装置；所述的控制装置包括：初级侧控制装置，用以产生初级侧功率开关单元控制信号及次级侧开关单元控制信号；隔离驱动装置，用以将次级侧开关单元控制信号耦合至次级侧开关单元的控制端子；其特征在于：在每个工作周期，次级侧开关单元仅导通一次，且在导通时间内，仅产生激磁负电流，关断次级侧开关单元后，经设定的死区时间开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关管的零电压开通；
所述反激变换器的各工作周期的包括如下四个阶段：
第一阶段，接通初级侧功率开关单元，初级侧激磁电流在初级绕组中沿正向流动，第一阶段结束之后，关断初级侧功率开关单元，反激变换器进入第二阶段；
第二阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元均关断，反激变换器通过次级侧开关单元的寄生二极管或并联二极管进行续流，次级侧激磁电流下降，当次级侧激磁电流下降至0，第二阶段结束，反激变换器进入第三阶段；
第三阶段，初级侧功率开关单元及次级侧开关单元两端电压开始谐振，在初级侧功率开关单元两端电压谐振到波峰，即次级侧开关单元两端电压谐振到波谷时，导通次级侧开关单元，进入第四阶段；
第四阶段，检测激磁负电流幅值并与设定阈值比较，当激磁负电流的幅值大于设定阈值，关断次级侧开关单元关断，同时经一设定死区时间之后，开通初级侧功率开关单元，以实现初级侧功率开关单元的零电压开通。
10.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：激磁负电流阈值基于反激变换器的输入电压，或输入电压及输出电压设定，设置公式为：
Figure FDA0004096346400000021
其中Ineg_ref为激磁负电流阈值；Nps为初级侧绕组与次级侧绕组匝比；Vin为输入电压；Vo为输出电压；Lm为激磁电感感量；Ceq为死区谐振时的等效电容。
11.根据权利要求10所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：输入电压的检测为通过检测输入电压源获得、通过检测初级侧功率开关单元两端电压获得、通过检测次级侧开关单元两端电压获得、通过检测初级侧激磁电流上升斜率获得，或者通过检测初级侧激磁电流上升时间及次级侧激磁电流下降时间的比值获得。
12.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：激磁负电流检测通过采样电阻或互感器检测反激变换器的激磁负电流幅值来实现。
13.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：第三阶段与反激变换器的负载有关，负载越小，第三阶段时间越长。
14.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：初级侧功率开关单元为MOS管；次级侧开关单元为MOS管，或小规格参数MOS管与肖特基二极管并联组成的电路，并联即二极管的阳极与MOS管的源极连接、二极管的阴极与晶体管的漏极连接。
15.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：反激变换器的工作模式为断续模式。
16.根据权利要求9所述的反激变换器的控制装置，其特征在于：反激变换器为RCD钳位反激变换器或有源钳位反激变换器。
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