[发明专利]反激式开关电源及其控制电路和方法

说明书

提供了一种反激式开关电源及其控制电路和方法。用于反激式开关电源的控制电路包括：输入电压检测模块，被配置为在原边功率管处于导通状态且ZVS功率管处于关断状态时，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压；电压差值检测模块，被配置为在ZVS功率管从导通状态变为关断状态后且原边功率管从关断状态变为导通状态前的死区时间内，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏‑源电压之间的差值；以及ZVS功率管控制模块，被配置为基于反激式开关电源的输入直流电压和反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏‑源电压之间的差值，控制ZVS功率管的导通与关断。

技术领域

本发明涉及集成电路，更具体地涉及一种反激式开关电源及其控制电路和方法。

背景技术

开关电源又称交换式电源、开关变换器，是电源供应器的一种。开关电源的功能是通过不同形式的架构(例如，反激(fly-back)架构、降压(BUCK)架构、或升压(BOOST)架构等)将一个位准的电压转换为用户端所需要的电压或电流。

发明内容

根据本发明实施例的用于反激式开关电源的控制电路，该反激式开关电源包括主电感、第一辅助绕组、第二辅助绕组、连接在主电感和地之间的原边功率管、以及连接在第二辅助绕组和地之间的零电压开关(ZVS)功率管，该控制电路包括：输入电压检测模块，被配置为在原边功率管处于导通状态且ZVS功率管处于关断状态时，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压；电压差值检测模块，被配置为在ZVS功率管从导通状态变为关断状态后且原边功率管从关断状态变为导通状态前的死区时间内，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏-源电压之间的差值；以及ZVS功率管控制模块，被配置为基于反激式开关电源的输入直流电压和反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏-源电压之间的差值，控制ZVS功率管的导通与关断。

根据本发明实施例的反激式开关电源，包括上述用于反激式开关电源的控制电路。

根据本发明实施例的用于反激式开关电源的控制方法，该反激式开关电源包括主电感、第一辅助绕组、第二辅助绕组、连接在主电感和地之间的原边功率管、以及连接在第二辅助绕组和地之间的零电压开关(ZVS)功率管，该控制方法包括：在原边功率管处于导通状态且ZVS功率管处于关断状态时，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压；在ZVS功率管从导通状态变为关断状态后且原边功率管从关断状态变为导通状态前的死区时间内，通过检测第一辅助绕组上的电压来检测反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏-源电压之间的差值；以及基于反激式开关电源的输入直流电压和反激式开关电源的输入直流电压与原边功率管的漏-源电压之间的差值，控制ZVS功率管的导通与关断。

根据本发明实施例的反激式开关电源及其控制电路和方法，可以通过精确检测原边功率管的漏-源电压来自适应地调节ZVS功率管的导通时间，从而可以实现原边功率管的开关损耗的最小化。另外，通过实现原边功率管的开关损耗的最小化，可以改善反激式开关电源的功耗以及传导和辐射电磁干扰(EMI)性能。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了传统的准谐振反激式开关电源的电路原理图。

图2示出了图1中的原边功率管S1的漏-源电压Vds、栅极驱动信号Gate、以及流经原边功率管S1的电流Ip的波形示意图。

图3示出了传统的ZVS反激式开关电源的电路原理图。

图4示出了图3中的原边功率管S1的漏-源电压Vds、栅极驱动信号Gate1、和流经原边功率管S1的电流Ip以及ZVS功率管S0的栅极驱动信号Gate0和流经ZVS功率管S0的电流Iz的波形示意图。

图5示出了根据本发明实施例的反激式开关电源的电路原理图。