一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法
【专利摘要】本发明涉及一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，设置一反激变换器，该反激变换器包括输入整流桥、输入电容、变压器、功率开关、输出二极管、输出电容以及负载电路，设置一控制电路，该控制电路与该反激变换器电连接，该控制电路包括采样电阻、过流比较器、非线性过流基准电路、RS触发器以及驱动器，其中，由该非线性过流基准电路提供一个过流保护基准电压，该过流保护基准电压为随该变压器的占空比非线性变化的电压基准。
【专利说明】一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于宽范围输入条件下的反激变换器的输出过流保护方法，特 别是指一种非线性电路中反激变换器输出过载时能获得一致性较好的最大输出电流的方 法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，由于反激变换器具有器件少、成本体、电路简单的特点，所以目前其已 经被广泛地应用在中小功率的交流到直流的开关电源中。
[0003] 如图1所示，传统的反激变换器在结构上一般由半导体二极管组成的输入整流桥 DB1、输入电容Cin、变压器T1、功率开关S1、输出二极管D1和输出电容Cout组成。
[0004] 为了实现对输出最大电流的控制，传统的控制电路部分还需要由采样电阻Rsen、 过流比较器Compl、过流保护基准Vocp、RS比较器和驱动器组成。其实现输出电流过流保护 的方法是，首先在电路中设计一个恒定的过流保护基准，即Vocp。其次控制电路通过采样电 阻Rsen采样变压器T1原边（Np)的电流，当采样电压超过基准电压Vocp时RS触发器被强 制复位，之后RS触发器的输出Q变为零，并使得驱动器输出变为低和功率开关S1关闭。当 下一个周期的时钟信号到来后，功率开关再次开通并重复执行以上动作。最后，通过此原理 变压器T1原边的最大电流的由基准电压Vocp和采样电阻Rsen决定，如图2所示，即Ipk_ Np=Vocp/Rsen〇
[0005] 如图2所示，传统的反激变换器输出的平均电流由以下关系决定：
【权利要求】
1. 一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，其特征在于，设置一反激变换器， 该反激变换器包括输入整流桥、输入电容、变压器、功率开关、输出二极管、输出电容以及负 载电路，其中，该输入整流桥由半导体二极管组成， 设置一控制电路，该控制电路与该反激变换器电连接，该控制电路包括采样电阻、过流 比较器、非线性过流基准电路、RS触发器以及驱动器，其中，由该非线性过流基准电路提供 一个过流保护基准电压，该过流保护基准电压为随该变压器的占空比非线性变化的电压基 准， 该控制电路通过该采样电阻采样该反激变换器的该变压器的原边的电流，当采样电压 超过该过流保护基准电压时该RS触发器被强制复位，之后该RS触发器的输出端变为零，并 使得该驱动器输出变为低同时该反激变换器的该功率开关关闭，当下一个周期的时钟信号 到来后，该功率开关再次开通并重复执行以上动作，最后，通过上述的方式使该变压器的原 边的最大电流由该过流保护基准电压以及该采样电阻决定，即，Ipk_Np=Vocp/Rsen，其中， Ipk_Np为该变压器的原边的最大电流，Vocp为该过流保护基准电压，Rsen为该采样电阻。
2. 如权利要求1所述的一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，其特征在 于：该反激变换器输出的平均电流1〇由以下关系决定：
其中，1〇为该反激变换器输出的平均电流，Np为该变压器T1的原边Np初级匝数，Ns 为该变压器T1的次级阻数,，Ipk_np为该变压器T1的原边Np的最大电流，Ivalley_np, 为该变压器T1的原边Np的最小电流，D为占空比，Vin_dc为输入电压，L为电感量，D*Tsw 为通时间，Vocp为该过流保护基准电压Vocp, Rsen为该采样电阻Rsen。
3. 如权利要求2所述的一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，其特征在 于：该反激变换器输出的最大电流1〇与该过流保护基准电压的关系为：
其中，Vocp为该过流保护基准电压Vocp，Np为该变压器T1的原边Np初级匝数，Ns 为该变压器T1的次级匝数，D为占空比，Vin_dc为输入电压，L为电感量，D*Tsw为通时 间，Rsen为该采样电阻Rsen, Λ IL为电流纹波， 该纹波电流的大小按照该最大输出电流1〇的比例选取即：
其中，k为常量， 该最大的输出电流1〇与该过流保护基准电压Vocp的关系为：
4. 如权利要求1所述的一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，其特征在 于：该非线性过流基准电路包括压控电流源、电容、V0电压源、二极管、Voff电压源、比例 放电器、第二开关以及第三开关， 该第二开关和该第三开关受关段时间信号的控制，当该功率开关开通时，该第二开关 和该第三开关关段，该电容被充电；当该功率开关关段时，该第二开关和该第三开关导通， 该电容被放电，该电容两端的电压与该V0电压源的串联作为该比例放大器的输入电压，该 比例放大器的输出电压与该Voff电压源串联作为该过流保护基准电压。
5. 如权利要求4所述的一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法，其特征在 于：由该电容充电的电流il具体表达式为：
其中，Π 为该电容充电的电流，C为该电容的电容值，Vc为该电容两端的电压，Ton为 该第二开关和该第三开关导通时间，D*Tsw为通时间， 同时，该电容充电的电流il又由该压控电流源的输入电压决定：
其中，Π 为该电容充电的电流，Vc为该电容两端的电压，Vo为该V0电压源电压， 由以上关系得到该电容两端电压Vc的表达式为和该过流保护基准电压Vocp的表达式 为：
其中，Vc为该电容两端的电压，Vo为该V0电压源电压，D*Tsw为通时间，C为该电容的 电容值，Vocp为该过流保护基准电压，Voff为该Voff电压源电压，m、η为常量。
【文档编号】H02H7/125GK104104063SQ201410361818
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】张树刚, 陈炎, 张佳, 陈建 申请人:鹰星精密工业（深圳）有限公司