零点电压切换的电源控制系统的制作方法

文档序号:30311777发布日期:2022-06-05 14:04阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种零点电压切换的电源控制系统,用于实现一返驰电源转换功能,其特征在于,包括:一电源控制器,包含一电源接脚、一接地接脚、一初级驱动接脚、一电压感测接脚、一辅助驱动接脚以及一辅助绕组感测接脚;一整流单元,接收并整流一外部输入电源后产生一整流电源,且所述整流单元是经由一辅助电容而连接至一接地电位;一电源单元,接收所述外部输入电源,且经处理后产生并输出一电源电压,所述电源接脚接收所述电源电压以供所述电源控制器运作;一变压器单元,包含相互耦合的一初级侧绕组、一辅助绕组以及一次级侧绕组,所述初级侧绕组的一端连接所述整流单元以接收所述整流电源;一初级侧切换单元,所述初级侧切换单元的一汲极连接所述初级侧绕组的一另一端,所述初级侧切换单元的一闸极连接所述初级驱动接脚,所述初级侧切换单元的一源极连接所述电压感测接脚;一电流感测单元,所述电流感测单元的一端连接至所述电压感测接脚,所述电流感测单元的另一端连接至所述接地电位,所述电压感测接脚产生一电流感测信号;一辅助切换单元,所述辅助切换单元的一汲极连接所述电源单元以接收所述电源电压,所述辅助切换单元的一闸极连接所述辅助驱动接脚,所述辅助切换单元的一源极连接至所述辅助绕组的一端以及所述辅助绕组感测接脚,所述辅助绕组的一另一端连接至所述接地电位,所述辅助切换单元的源极产生一辅助绕组电压,所述辅助绕组电压是对应于所述初级侧切换单元的一汲极电压,所述汲极电压是所述初级侧切换单元的汲极的一电压,所述辅助切换单元的所述汲极还经由一辅助电容而连接至所述接地电位;以及一输出单元,所述输出单元的一端连接至所述次级侧绕组的一端,用于产生一输出电源,并供电给连接至所述输出单元的一负载,所述次级侧绕组的另一端连接至所述接地电位;其中,所述电源控制器进行一零点电压开关操作以产生一初级驱动信号以及一辅助驱动信号,所述初级驱动信号是传送至所述初级驱动接脚,所述辅助驱动信号是传送至所述辅助驱动接脚,所述初级驱动信号为一脉冲宽度调整pwm信号,并具有一pwm频率,且包含周期性的一导通位准以及一关闭位准,用于周期性导通或关闭所述初级侧切换单元,所述导通位准是维持一导通时间,所述关闭位准是维持一关闭时间,所述pwm频率是依据所述负载的一负载程度而决定,所述导通时间是依据所述输出电源而决定,所述零点电压开关操作包含:所述初级侧切换单元在所述辅助切换单元关闭后而关闭时,侦测并判断所述辅助绕组电压是否下降至一膝部;当所述辅助绕组电压下降至所述膝部时,将所述初级侧切换单元关闭至所述辅助绕组电压下降为所述膝部之间的一时间当作一去磁时间,而所述初级侧切换单元进入一欠阻尼谐振,并由所述电源控制器计算一打开延迟时间;等待所述打开延迟时间后,驱动所述辅助驱动信号以打开所述辅助切换单元,并设定、调整或计算一辅助导通时间;等待所述辅助导通时间后,驱动所述辅助驱动信号以关闭所述辅助切换单元,并计算
一间隔时间;以及等待所述间隔时间后,驱动所述初级驱动信号以打开所述初级侧切换单元,所述关闭时间包含所述去磁时间、所述打开延迟时间、所述辅助导通时间以及所述间隔时间。2.根据权利要求1所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述初级侧切换单元以及所述辅助切换单元包含一金氧半mos晶体管、或一氮化镓场效晶体管gan fet、或一碳化硅-金氧半场效晶体管sic-mosfet。3.根据权利要求1所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述外部输入电源的电压包含90、115以及230vac,所述负载程度包含一极轻负载、一轻负载、一中负载以及一满负载,且所述辅助导通时间是利用一可调式设定操作而产生,而所述可调式设定操作是依据所述外部输入电源的电压以及所述负载程度而个别设定所述辅助导通时间。4.根据权利要求3所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述外部输入电源的电压包含90、115以及230vac,所述负载程度包含一极轻负载、一轻负载、一中负载以及一满负载,且所述辅助导通时间是利用一可调式设定操作而产生,而所述可调式设定操作是在所述外部输入电源的电压为90vac时,设定所述辅助导通时间为一起始导通时间,并在所述外部输入电源的电压为115或230vac时,利用所述起始导通时间,并依据所述外部输入电源的电压,以一等比例放大方式设定相对应的所述辅助导通时间。5.根据权利要求1所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述辅助导通时间是利用一适应性调整操作而产生,而所述适应性调整操作是包含:判断所述辅助绕组电压是否低于一临限电压值,并在所述辅助绕组电压未低于所述临限电压值时,以周期对周期的方式cycle by cycle,进行改变而设定所述辅助导通时间,直到所述辅助绕组电压低于所述临限电压值为止。6.根据权利要求1所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述辅助导通时间是利用一计算操作产生,而所述计算操作是包含:依据以下的一计算式进行计算而设定所述辅助导通时间,所述辅助导通时间是表示为通时间,所述辅助导通时间是表示为,v
b
为所述整流电源,v
or
为所述初级侧切换单元的汲极电压在所述欠阻尼谐振的一最大振幅电压,而t
r
为欠阻尼谐振的周期。7.根据权利要求1所述的零点电压切换的电源控制系统,其特征在于,所述辅助导通时间是利用一计算操作产生,而所述计算操作是包含:依据以下的一计算式进行计算而设定所述辅助导通时间,所述辅助导通时间=(所述外部输入电源的电压
×
p1)+p2,而p1为一第一参数,p2为一第二参数,所述第一参数为0.98至0.99ns之间,所述第二参数为31.1至31.9ns之间。

技术总结
本发明提供了一种零点电压切换的电源控制系统,包含电源控制器、整流单元、电源单元、变压器单元、初级侧切换单元、辅助切换单元、输出单元以及电流感测单元,用于实现返驰转换,而且电源控制器包含电源接脚、接地接脚、初级驱动接脚、电压感测接脚、辅助驱动接脚以及辅助绕组感测接脚。尤其,本发明控制辅助切换单元由辅助绕组影响初级侧绕组以降低初级侧切换单元的汲极电压,使得初级侧切换单元是在初级侧切换单元的汲极电压为最低电压时才打开,借以大幅降低切换损失,提高电源转换效率。提高电源转换效率。提高电源转换效率。


技术研发人员:林树嘉 詹祖怀 林志峯
受保护的技术使用者:产晶积体电路股份有限公司
技术研发日:2020.12.01
技术公布日:2022/6/4
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