[发明专利]一种正反混激式开关电源控制方法

说明书

所属技术领域

本发明涉一种正反混激式开关电源控制方法。

背景技术

随着经济的发展，环境污染问题和能源紧缺问题日益严重。可再生能源的开发利用是解决这个问题的有效方法之一。可再生能源发电主要有风力、光伏、水利、燃料电池等，但是，受气候条件的影响，可再生能源具有输出电压范围宽的特点。因此，为了能有效的利用新能源，需要一种能在宽输入电压范围内高效工作的DC/DC变换器。根据工作模式的不同，DC-DC变换器可分为降压式、升压式、降压/升压式、反激式、正激式、半桥式、全桥式、推挽式等拓扑结构。

推挽正激变换器因其兼具正激电路和推挽电路的优点而成为了低压大电流的优选方案，在推挽正激电路的整流方式中，全波整流是整流电路中效率最高的一种整流方式，然而全波整流推挽正激电路是在硬开关的状态下工作，这样的工作模式不仅产生大量的热和电磁干扰噪声，浪费了大量的能源，而且严重降低了变换器的效率和功率密度；同时由于变压器副边漏感的存在和整流二极管反向恢复的特性造成了非常高的关断尖峰，在实际电路的设计中往往需要增加尖峰吸收支路，这样不仅影响了变流的稳定性和可靠性，而且必须选用耐压较高的整流二极管，增加了变换器的成本。

在小功率应用场合,反激变换器在业界被广泛使用，由于反激变换器具有输入电压范围宽,使用元件少，成本低，输出与输入隔离等特性，常用于需要多路输出的应用中。

低输出电压的转换器，整流二极管正向压降的传导损耗成为主导损失，这种损失在某些情况下可以达到50％的总功率损耗。反激式开关电源在电源技术领域是指在开关电源开关管导通时，原边将能量存储在变压器的励磁电感里面，而在开关管关断时，励磁电感释放能量给负载和输出电容供电，下一个开关管导通时输出电容维持负载输出。

根据现有的转换器，当开关关断时，由于在轻负载条件下的输出电感器导致流入初级侧的开关中的电流和流入次级侧的开关(同步整流器)中的电流增大，使得关断损耗和缓冲器损耗变大，因此降低了效率。

随着对开关电源性能要求的提高，需要开发出新的电路拓扑结构以及合适的控制方法，以实现高效率的电源变换。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种正反混激式开关电源控制方法，该该方法，集成了正激式变换器和反激式变换器的优点，提升了功率因素和电能转换效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种正反混激式开关电源控制方法，其中该开关电源包括：

整流模块，用于将外部的AC转换为DC；

第一电子开关，通过高速的导通和关断，将整流模块输出的DC转换成高频AC；

变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中副边绕组具有第一副边绕组和第二副边绕组；

正激式AC/DC转换模块，和第一副边绕组相连，用于将原边绕组传递过来的高频AC转换为DC输出；

反激式AC/DC转换模块，和第二副边绕组相连，用于将原边绕组传递过来的高频AC转换为DC输出；

检测模块，用于检测外部AC输入的电压、电流、频率及相位，以及负载的变化情况；

控制模块，用于控制整流模块、第一电子开关、正激式AC/DC转换模块和反激式DC/AC转换模块的运行，控制模块根据外部AC输入的情况和负载的变化情况，确定最佳控制策略，使得开关电源保持高转换效率，其包括控制策略分析单元、控制逻辑形成单元和开关控制单元；

其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)通过整流模块将外部输入的AC转换成DC；

(2)检测负载两端的电压，由控制模块确定控制策略；

(3)确定控制策略后，由控制模块的开关控制单元控制相应模块的开关动作向负载供电；

以及(4)根据负载的变化情况，随时调整控制策略。

优选的，在步骤(1)中，整流模块的电子开关的开断，由控制模块根据检测模块检测到外部输入AC的实时信息进行控制，以保证整流功率因素处于较高区间。

优选的，所述整流功率因素处于0.95-1之间。

优选的，通过控制模块发出的整流驱动电流信号实时跟随外部输入AC的波形来实现整流功率因素的提升。

优选的，该该开关控制单元，包括：

整流模块驱动信号生成电路，用于根据检测模块检测到的外部AC采样电压信号生成整流驱动电流信号，所述驱动电流信号的波形跟随所述采样电压信号的波形，用于控制整流模块的整流电子开关的关断，并保持高整流功率因素；