CN210405095U - 检测电路、开关控制电路以及反激变换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种检测电路、开关控制电路以及反激变换电路，所述检测电路接收辅助绕组的电压，产生表征辅助绕组电压的电流信号，根据所述表征辅助绕组电压的电流信号，输出检测信号。所述检测电路包括第一电阻和电流产生电路，辅助绕组与反激变换电路的变压器耦合，所述第一电阻的第一端连接所述辅助绕组的一端，所述第一电阻的第二端连接所述电流产生电路，所述电流产生电路产生表征辅助绕组电压的电流信号。本实用新型提高了检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电子技术领域，特别涉及一种检测电路、开关控制电路以及反激变换电路。
背景技术
如图1所示，反激变换电路是在buck-boost变化电路的功率开关管与续流二极管之间插入由原边绕组和副边绕组构成开关变压器从而实现输入与输出电气隔离的一种DC-DC变换电路，反激变换电路在功率开关管关断期间向负载传输能量。在反激变化电路工作过程中，原边绕组作为励磁电感，与原边等效谐振电容(包括开关管结电容、变压器副边折射电容、变压器原边耦合电容、吸收电路等效电容)发生谐振，导致反激变换电路的开关管drain端电压Vdrain亦发生谐振，其谐振周期为原边绕组与原边等效谐振电容发生谐振的谐振周期。为了降低反激变换电路的开通损耗，期望在开关管drain端电压Vdrain谐振到谷底时刻开通功率开关管M1，而开关管drain端电压Vdrain 的谷底时刻难以确定。
现有技术中，在开关管drain端电压Vdrain等于输入电压Vin后，延时一段取值为固定值的延迟时间，将延迟时间后的时刻点作为Vdrain的谷底时刻，此时开通开关管M1，从而降低了开通损耗。但是现有技术在电路工作频率较高时，谐振周期变化较大，采用现有技术检测得到的谷底值和实际的谷底值存在较大的误差，故并不能达到减小开通损耗的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种检测精度更高的检测电路、开关控制电路以及反激变换电路，解决现有技术存在的在工作频率较高时误差较大的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种检测电路，用于反激变换电路，接收辅助绕组的电压，产生表征辅助绕组电压的电流信号，根据所述表征辅助绕组电压的电流信号，确定反激变换电路中主开关管漏极电压谐振到谷底的时刻，输出谷底检测信号，所述谷底检测信号表征反激变换中主开关管漏极电压谐振到谷底。
可选的，所述检测电路包括第一电阻和电流产生电路，辅助绕组与反激变换电路的变压器耦合，所述第一电阻的第一端连接所述辅助绕组的一端，所述第一电阻的第二端连接所述电流产生电路，所述电流产生电路产生表征辅助绕组电压的电流信号。
可选的，所述电流产生电路包括运算放大器和第一调整管，所述运算放大器的第一输入端连接所述第一电阻的第二端，所述运算放大器的第二输入端接地，所述运算放大器的输出端连接所述第一调整管的控制端，所述第一调整管的第一端连接运算放大器的第一输入端，所述第一调整管的第二端接收供电电压，所述表征辅助绕组电压的电流信号为通过第一调整管的电流。可选的，通过第一调整管的电流达到峰值时，输出谷底检测信号。
可选的，检测通过第一调整管电流的变化率，当通过第一调整管电流的变化率低于第一阈值时，则通过第一调整管的电流达到峰值。
可选的，检测得到当前周期中通过第一调整管电流的峰值，若当前周期中通过第一调整管的电流和当前周期中通过第一调整管电流的峰值的差值为第二阈值时，则通过第一调整管的电流达到峰值。
可选的，所述检测电路还包括峰值检测电路，所述峰值检测电路检测通过第一调整管的电流，当通过第一调整管的电流达到峰值时，输出谷底检测信号给反激变换电路的开关控制模块。
本实用新型还提供了一种开关控制电路，用于反激变换电路，包括以上任意一项所述的检测电路和开关控制模块，所述开关控制模块的输入端连接所述检测电路的输出端，接收谷底检测信号。
本实用新型还提供了一种反激变换电路，包括以上所述的开关控制电路。
与现有技术相比，本实用新型之技术方案具有以下优点：本实用新型通过辅助绕组采样反激变换电路主开关管的漏端电压，产生表征辅助绕组电压的电流信号，根据所述表征辅助绕组电压的电流信号，确定反激变换电路中主开关管漏极电压谐振到谷底的时刻，输出谷底检测信号，所述谷底检测信号表征反激变换中主开关管漏极电压谐振到谷底。在反激变换电路中主开关管漏极电压谐振到谷底的时刻或之后，导通所述反激变换电路中的主开关管。本实用新型对谷底检测的检测精度更高，提高了谷底检测的检测精度。
附图说明
图1为反激变换电路的电路示意图；
图2为本实用新型检测电路实施例的示意图；
图3为本实用新型反激变换电路的检测电路的工作波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型提出了一种检测电路，用于反激变换电路，接收辅助绕组的电压，产生表征辅助绕组电压的电流信号，根据所述表征辅助绕组电压的电流信号，确定反激变换电路中主开关管漏极电压谐振到谷底的时刻，输出谷底检测信号，所述谷底检测信号表征反激变换中主开关管漏极电压谐振到谷底。
图2为本实用新型反激变换电路和检测电路实施例的示意图。所述反激变换电路包括主开关管、变压器、副边整流管和开关控制电路，所述开关控制电路包括开关控制模块和检测电路，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述主开关管与所述原边绕组连接在输入电压的两端，所述副边整流管与所述副边绕组连接在输出电压的两端，所述开关控制模块连接所述主开关管的控制端，所述检测电路的输出端连接所述开关控制模块。
辅助绕组Lm与反激变换电路的变压器耦合，所述辅助绕组Lm的电压 Vm表征反激变换电路中主开关管M0的漏极电压Vdrain，所述检测电路包括第一电阻R1和电流产生电路，所述第一电阻R1的第一端连接所述辅助绕组 Lm的一端，所述第一电阻R1的第二端连接所述电流产生电路，所述电流产生电路产生表征辅助绕组电压的电流信号。所述电流产生电路产生表征辅助绕组Lm的电压Vm的电流信号。
所述电流产生电路包括运算放大器U1和第一调整管M1，所述运算放大器U1的第一输入端连接所述第一电阻R1的第二端，所述运算放大器U1的第二输入端接地，所述运算放大器的输出端连接所述第一调整管M1的控制端，所述第一调整管的第一端连接运算放大器U1的第一输入端，所述第一调整管M1的第二端接收供电电压Vcc。
进一步地，所述第一电阻R1第二端还连接第一二极管D1的负极，所述二极管D1的正极接地。
本实施例中只有的第一电阻R1，在其他实施例中，可以利用分压电路对辅助绕组Lm的电压进行分压后再输入电流产生电路。
需要指出的是，所述供电电压Vcc仅起到供电的作用，和本实用新型的实施没有实质的关系。
图3给出了本实用新型检测电路的工作波形图。其中Vdrain为主开关管漏极电压，V1为第一电阻第二端的电压，T1为第一电阻第二端的电压小于零的时间。辅助绕组电压Vm可以表征主开关管漏极电压Vdrain，故Vm的工作波形未给出，具体参考主开关管漏极电压Vdrain的工作波形。从图3中可以看出，在主开关管漏极电压Vdrain小于Vin时，所述第一电阻第二端的电压恒为0。
在图2中，通过第一调整管M1的电流I1＝Vm/R1，不考虑电流的方向，在第一电阻第二端的电压大于0时候，通过第一调整管M1的电流为0，当第一电阻第二端的电压V1降为0后，通过第一调整管M1的电流I1与Vm变化趋势相同，故通过第一调整管M1的电流I1为所述表征辅助绕组电压Vm 的电流信号。当通过第一调整管M1的电流达到峰值时，此刻辅助绕组电压 Vm最大即谐振到谷底。在本实施例中，由于在第一电阻第二端的电压大于0 时候，通过第一调整管M1的电流为0，只有第一电阻第二端的电压小于0时，才有电流通过第一调整管，且通过第一调整管M1的电流I1可以表征辅助绕组电压Vm，故当通过第一调整管M1的电流达到峰值时，输出谷底检测信号，此刻反激变换中主开关管漏极电压谐振到谷底。
所述检测电路还包括峰值检测电路，所述峰值检测电路检测通过第一调整管的电流，当通过第一调整管的电流达到峰值时，输出谷底检测信号给反激变换电路的开关控制模块，所述开关控制模块控制反激变换电路主开关管M0的开通和关断。
所述开关控制模块的输入端连接所述检测电路的输出端，接收谷底检测信号。
当重载时，开关控制模块接收到谷底检测信号时，导通主开关管M0，此时的开通损耗最低。
而在轻载时，开关控制模块接收到第一次的谷底检测信号后，不会开通主开关管M0，接收到第N(N>1)次谷底检测信号时导通主开关管M0。在更轻载的时候，在开关管M0导通的时候，反激变换中主开关管漏极电压已经不再谐振。
所述峰值检测电路通过以下两种方式检测当前周期中通过第一调整管 M1的电流I1达到峰值：
1、检测通过第一调整管电流的变化率，当通过第一调整管电流的变化率低于第一阈值时，则通过第一调整管的电流达到峰值。
2、检测得到当前周期中通过第一调整管M1电流I1的峰值Im1，若当前周期中通过第一调整管M1的电流I1和当前周期中通过第一调整管M1电流 I1的峰值Im1的差值为第二阈值时，则通过第一调整管M1的电流I1达到峰值。
所述第一阈值和第二阈值根据需要进行设定，本实用新型对比不进行限定。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种检测电路，用于反激变换电路，其特征在于：接收辅助绕组的电压，产生表征辅助绕组电压的电流信号，根据所述表征辅助绕组电压的电流信号，确定反激变换电路中主开关管漏极电压谐振到谷底的时刻，输出谷底检测信号，所述谷底检测信号表征反激变换中主开关管漏极电压谐振到谷底；
所述检测电路包括第一电阻和电流产生电路，辅助绕组与反激变换电路的变压器耦合，所述第一电阻的第一端连接所述辅助绕组的一端，所述第一电阻的第二端连接所述电流产生电路，所述电流产生电路产生表征辅助绕组电压的电流信号。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：所述电流产生电路包括运算放大器和第一调整管，所述运算放大器的第一输入端连接所述第一电阻的第二端，所述运算放大器的第二输入端接地，所述运算放大器的输出端连接所述第一调整管的控制端，所述第一调整管的第一端连接运算放大器的第一输入端，所述第一调整管的第二端接收供电电压，所述表征辅助绕组电压的电流信号为通过第一调整管的电流。
3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于：当通过第一调整管的电流达到峰值时，输出谷底检测信号。
4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于：检测通过第一调整管电流的变化率，当通过第一调整管电流的变化率低于第一阈值时，则通过第一调整管的电流达到峰值。
5.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于：检测得到当前周期中通过第一调整管电流的峰值，若当前周期中通过第一调整管的电流和当前周期中通过第一调整管电流的峰值的差值为第二阈值时，则通过第一调整管的电流达到峰值。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的检测电路，其特征在于：所述检测电路还包括峰值检测电路，所述峰值检测电路检测通过第一调整管的电流，当通过第一调整管的电流达到峰值时，输出谷底检测信号给反激变换电路的开关控制模块。
7.一种开关控制电路，其特征在于，包括：权利要求1-6任意一项所述的检测电路和开关控制模块，所述开关控制模块的输入端连接所述检测电路的输出端，接收谷底检测信号。
8.一种反激变换电路，其特征在于：包括权利要求7所述的开关控制电路。
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