反激式变换器及其控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子相关领域，具体地，涉及一种反激式变换器及其控制电路。


背景技术：

2.反激式变换器是一种在开关管导通时在变压器中存储能量，在开关管断开时将变压器中存储的能量输送到负载的功率变换器。开关电源高频化是开关电源的发展趋势，随着工作频率的提高，开关器件的开关损耗随之上升。为了减小反激式变换器初级侧功率开关管的开通损耗，业内做了很多努力，如准谐振控制、有源钳位控制、同步整流管二次导通控制等。准谐振控制下，反激式变换器可实现谷底开通，可显著减小开通损耗，但是在高压输入时，开通损耗也将增大。有源钳位控制可在全输入电压范围内实现初级侧功率开关管的零电压开通(zvs)，但需要额外增加功率开关、半桥驱动，进而增加成本。
3.现有技术中反激式变换器的控制电路用于控制初级侧功率开关管和次级侧整流管的导通与关断。控制电路通过获取输入电压和输出功率等，确定次级侧整流管的工作模式，继而判断初级侧功率开关管的工作模式。现有的反激式变换器中初级侧功率开关管和次级侧整流管的控制相对独立，因此控制复杂，且存在初级侧功率开关管和次级侧整流管同时导通的风险。


技术实现要素：

4.鉴于上述内容，本实用新型的目的在于提供一种反激式变换器及其控制电路，避免初级侧功率开关管和次级侧整流管同时导通的风险。
5.根据本实用新型的第一方面，提供一种反激式变换器的控制电路，所述反激式变换器包括初级侧功率开关管、变压器和次级侧整流管，所述控制电路包括：检测单元，获取所述反激式变换器次级侧的副边信号；次级侧控制单元，与所述检测单元连接，根据所述副边信号产生控制所述次级侧整流管的第一驱动信号和控制所述初级侧功率开关管的初级侧开关控制信号；隔离传输单元，与所述次级侧控制单元连接，传输所述初级侧开关控制信号，以及初级侧控制单元，与所述隔离传输单元连接，接收所述初级侧开关控制信号，并根据所述初级侧开关控制信号产生第二驱动信号，所述第二驱动信号控制所述初级侧功率开关管的导通与关断。
6.优选地，所述副边信号包括所述反激式变换器的输出电压和所述次级侧整流管的漏源电压。
7.优选地，所述第一驱动信号控制所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管开通前开通一次或两次；以及在所述次级侧整流管第一次或第二次开通后且处于关断状态时，产生有效的所述初级侧开关控制信号，以实现所述初级侧功率开关管的零电压开通。
8.优选地，所述次级侧控制单元包括：初级侧开通控制模块，与所述检测单元连接，根据所述副边信号产生第一控制信号，控制初级侧功率开关管的导通；次级侧开关控制电
路，与所述检测单元连接，根据所述副边信号产生第二控制信号至第四控制信号，以及根据第三控制信号和第四控制信号产生第一驱动信号，其中，第三控制信号用于控制次级侧整流管的第一次导通与关断，第四控制信号用于控制所述初级侧功率开关管的零电压开通；初级侧开关控制电路，与所述初级侧开通控制模块和所述次级侧开关控制电路连接，根据第一控制信号和第二控制信号产生所述初级侧开关控制信号以控制所述初级侧功率开关管的导通与关断。
9.优选地，所述次级侧开关控制电路包括：初级侧零电压开通控制模块，与所述检测单元连接，根据所述副边信号产生第二控制信号和第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制所述初级侧功率开关管的零电压开通。
10.优选地，所述次级侧开关控制电路还包括：同步整流模块，与所述检测单元连接，根据所述副边信号产生第三控制信号，控制次级侧整流管的第一次导通与关断；第一逻辑模块，与所述同步整流模块和所述初级侧零电压开通控制模块连接，根据所述第三控制信号和第四控制信号产生所述第一驱动信号。
11.优选地，所述初级侧控制单元包括：上升沿检测模块，与所述隔离传输单元连接，用于检测所述初级侧开关控制信号的上升沿，在检测到所述上升沿时，产生导通信号；下降沿检测模块，与所述隔离传输单元连接，用于检测所述初级侧开关控制信号的下降沿，在检测到所述下降沿时，输出复位信号；触发器，与所述上升沿检测模块和所述下降沿检测模块连接，接收所述导通信号和所述复位信号，并根据所述导通信号和所述复位信号，产生第二驱动信号以控制所述初级侧功率开关管的导通与关断。
12.优选地，所述反激式变换器还包括：采样电阻，连接在所述初级侧功率开关管的源极与地之间，获得表征流经所述初级侧功率开关管的电流的采样电压。
13.优选地，所述初级侧控制单元包括：上升沿检测模块，与所述隔离传输单元连接，用于检测所述初级侧开关控制信号的上升沿，在检测到所述上升沿时，产生导通信号；有效电平宽度检测模块，与所述隔离传输单元连接，用于检测所述初级侧开关控制信号的有效电平宽度，并根据所述有效电平宽度产生基准电压；比较器，与所述采样电阻和所述有效电平宽度检测模块连接，用于比较所述基准电压与所述采样电压，输出复位信号；触发器，与所述上升沿检测模块和所述比较器连接，用于接收所述导通信号和所述复位信号，并根据所述导通信号和所述复位信号产生第二驱动信号，以控制所述初级侧功率开关管的导通与关断；其中，所述基准电压用于表征流经所述初级侧功率开关管的电流的峰值基准值。
14.优选地，所述次级侧控制单元还包括：第一比较模块，其输入端分别接收输入电压和第一阈值电压，其输出端输出第一比较信号，其中，当所述输入电压小于第一阈值电压时，所述初级侧零电压开通控制模块根据所述第一比较信号输出的无效的第四控制信号，控制所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管导通前仅开通一次；当所述输入电压大于等于第一阈值电压时，所述初级侧零电压开通控制模块控制所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管导通前开通两次。
15.优选地，所述次级侧控制单元还包括：采样模块，对所述次级侧整流管的漏源电压进行采样，获得在所述初级侧功率开关管开通期间所述次级侧整流管的漏源电压；第一运算模块，连接所述采样模块，根据所述初级侧功率开关管开通期间所述次级侧整流管的漏源电压和所述反激变换器的输出电压获得所述次级侧控制单元的输入电压。
16.优选地，所述第一阈值电压大于等于所述变压器初级侧绕组和次级侧绕组的匝数比与所述反激式变换器的输出电压的乘积。
17.优选地，根据在所述初级侧功率开关管开通期间所述次级侧整流管的漏源电压获得所述输入电压，其中，所述输入电压为所述初级侧功率开关管开通期间所述次级侧整流管的漏源电压和所述反激式变换器的输出电压的差与所述变压器初级侧绕组和次级侧绕组的匝数比的乘积。
18.优选地，所述次级侧控制单元还包括：误差放大模块，对所述输出电压和预设参考电压进行比较，输出误差放大信号；波峰计数模块，对所述次级侧整流管的漏源电压的波峰值个数进行计数生成第一计数值；波峰个数设定模块，根据所述误差放大信号设定第一设定值，所述第一设定值为正整数；脉宽设定模块，根据所述误差放大信号生成脉宽设定信号，设定所述初级侧开关控制信号的有效电平宽度，其输出端连接所述初级侧开关控制电路；其中，当所述输入电压小于第一阈值电压时，所述初级侧开通控制模块判断第一计数值是否达到第一设定值，当第一计数值达到第一设定值时，所述初级侧开关控制电路生成有效的初级侧开关控制信号以控制所述初级侧功率开关管导通。
19.优选地，所述次级侧控制单元单元还包括：波谷计数模块，对所述次级侧整流管的漏源电压的波谷值个数进行计数生成第二计数值；波谷个数设定模块，根据所述误差放大信号设定第二设定值，所述第二设定值为正整数，其中，当所述输入电压大于等于所述第一阈值电压时，所述初级侧零电压开通控制模块判断第二计数值是否到达第二设定值，当达到第二设定值时，生成有效的第四控制信号，所述第一逻辑模块根据有效的第四控制信号生成有效的第一驱动信号以控制所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管导通前第二次开通。
20.优选地，根据反激式变换器的输出功率来确定第一设定值和第二设定值的值，其中，输出功率越大，第一设定值和第二设定值越小。
21.优选地，可根据表征所述输出功率的控制量获取输出功率来确定第一设定值和第二设定值的值，所述表征所述输出功率的控制量包括所述误差放大信号。
22.优选地，所述次级侧控制单元单元还包括：第二运算模块，连接所述采样模块，根据采样到的所述次级侧整流管的漏源电压得到所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压；第二比较模块，其输入端分别接收所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压和第一参考电压，其输出端输出第二比较信号，所述初级侧零电压开通控制模块根据所述第二比较信号控制所述次级侧整流管的第二次导通时间，其中，当所述初级侧功率开关管开通前一刻，所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压大于所述第一参考电压时，增大下一开关周期中次级侧整流管的第二次导通时间；当所述初级侧功率开关管开通前一刻，所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压小于等于所述第一参考电压时，在下一开关周期中减小次级侧整流管的第二次导通时间；当所述初级侧功率开关管开通前一刻，所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压低于所述第一参考电压时，初级侧功率开关管实现零电压开通。
23.优选地，所述初级侧功率开关管开通前的漏源电压为初级侧功率开关管导通期间次级侧整流管的漏源电压和初级侧功率开关管导通前次级侧整流管的漏源电压的差与变压器初级侧绕组和次级侧绕组的匝数比的乘积。
24.优选地，所述次级侧整流管第二次开通后，当次级侧整流管的电流达到参考电流
值时，第二次关断所述次级侧整流管。
25.优选地，当所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管开通前仅开通一次时，所述反激式变换器工作于准谐振控制模式。
26.优选地，当所述次级侧整流管在所述初级侧功率开关管开通前开通两次时，所述次级侧控制单元在所述次级侧整流管第二次关断后，经过延时时间后，产生有效的所述初级侧开关控制信号。
27.优选地，根据所述输入电压来确定所述延时时间，所述输入电压越大，所述延时时间越短。
28.优选地，所述隔离传输单元可以通过光耦、磁耦、电容等实现所述初级侧开关控制信号的传输。
29.根据本实用新型的第二方面，提供一种反激式变换器，包括初级侧功率开关管、次级侧整流管、变压器和输出电容，所述变压器包括初级侧绕组和次级侧绕组，所述初级侧功率开关管包括第一端与第二端，分别与所述变压器的所述初级侧绕组和地连接，所述次级侧整流管包括第一端与第二端，分别与所述变压器的次级侧绕组和所述输出电容连接，其中，
30.所述反激式变换器的控制电路为上述所述的反激式变换器的控制电路，所述反激式变换器的控制电路根据所述反激式变换器次级侧的副边信号，控制所述次级侧整流管开通一次或开通两次后产生有效的初级侧开关控制信号，以在所述次级侧整流管处于关断状态时，开通初级侧功率开关管，实现所述初级侧功率开关管的零电压开通。
31.本实用新型实施例提供的反激式变换器及其控制电路，检测反激式变换器次级侧的副边信号，根据该副边信号产生控制次级侧整流管的第一驱动信号，进一步根据第一驱动信号控制次级侧整流管开通一次或两次，并在次级侧整流管开通一次或两次后并且处于关断状态时，产生初级侧开关控制信号，初级侧控制单元根据初级侧开关控制信号控制初级侧功率开关管的导通与关断，以实现初级侧功率开关管的零电压开通，可以在不增加额外器件成本的条件下，在全输入电压范围内实现初级侧功率开关零电压开通，且控制简单，初级侧功率开关管和次级侧整流管的控制信号都由次级侧控制单元产生，不再需要对初级侧信号进行检测，两侧的控制信号不再是相对独立，可以避免初级侧功率开关管与次级侧整流管同时导通的风险；本实用新型实施例可以有效减少器件数目，简化电路设计，降低电路成本。
附图说明
32.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
33.图1示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制电路的示意性电路图。
34.图2示出图1所示的控制电路的初级侧控制单元的示意性电路图。
35.图3示出图1所示的控制电路的次级侧控制单元的示意性电路图。
36.图4示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制电路的时序图。
37.图5示出根据本实用新型第二实施例的反激式变换器的控制电路的示意性框图。
38.图6示出图5所示的控制电路的初级侧控制单元的示意性电路图。
39.图7a示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制方法的流程图；
40.图7b示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制方法的步骤s502的流程图。
具体实施方式
41.以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
42.图1示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制电路的示意性电路图。如图1所示，反激式变换器100包括初级侧功率开关管 qp、次级侧整流管qs、变压器t1、输入电容cin、输出电容co、控制电路110和rcd吸收回路120，变压器t1包括初级侧绕组np和次级侧绕组ns，初级侧功率开关管qp包括第一端与第二端，分别与变压器 t1的初级侧绕组np和地电连接。次级侧整流管qs包括第一端和第二端，分别与变压器t1的次级侧绕组ns和输出电容co电连接。次级侧整流管qs和初级侧功率开关管qp的第三端分别与控制电路110连接。
43.在本实施例中，rcd吸收电路120包括：电阻rs1、电阻rs2、电容cs和二极管vds。电阻rs1、电阻rs2与二极管vds串联后，并联连接在初级侧绕组np两端，电容cs并联于电阻rs1两端。rcd吸收电路120不仅可以减少漏感在初级侧功率开关管qp上形成的电压尖峰，而且能有效减少emi(electromagnetic interference)电磁干扰。初级侧功率开关管qp和次级侧整流管qs均为mos管。初级侧功率开关管qp 和次级侧整流管qs的第一端为漏极，第二端为源极，第三端为栅极。
44.其中，控制电路110根据反激式变换器100的副边信号，控制次级侧整流管qs开通一次或开通两次后且处于关断状态时，开通初级侧功率开关管qp，以实现初级侧功率开关管qp的零电压开通(zero voltageswitch，简称zvs)。
45.控制电路110包括检测单元111、次级侧控制单元112、隔离传输单元113以及初级侧控制单元114。控制电路110的地与输出电容co的负极相连。
46.检测单元111分别与输出电容co的正极和次级侧整流管qs的第一端电连接，用于获取反激式变换器次级侧的副边信号，其中，所述副边信号为输出电压vout以及次级侧整流管qs漏极和源极两端电压(简称漏源电压)vs_ds。
47.次级侧控制单元112与检测单元111连接，根据反激式变换器的输出电压vout和次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds产生第一驱动信号 vgs和初级侧开关控制信号，其中，第一驱动信号vgs控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通一次或两次，以及在次级侧整流管qs第一次或第二次开通后且处于关断状态时，产生有效的初级侧开关控制信号，控制初级侧功率开关管qp的开通。隔离传输单元113 与次级侧控制单元112连接，传输初级侧开关控制信号至初级侧控制单元114。所述隔离传输单元113可以通过光耦、磁耦、电容等实现该初级侧开关控制信号的传输。
48.初级侧控制单元114与隔离传输单元113连接，接收该初级侧开关控制信号，并根据该初级侧开关控制信号产生第二驱动信号vgp来控制初级侧功率开关管qp的导通与关
断。
49.图2示出本实用新型第一实施例中控制电路的初级侧控制单元的示意性电路图，如图2所示，初级侧控制单元114包括：上升沿检测模块 1141、下降沿检测模块1142和触发器1143，其中，上升沿检测模块1141 用于检测初级侧开关控制信号的上升沿，在检测到上升沿时，产生导通信号，下降沿检测模块1142检测初级侧开关控制信号的下降沿，在检测到下降沿时，输出复位信号，触发器1143与上升沿检测模块1141和下降沿检测模块1142连接，用于接收导通信号和复位信号，并根据导通信号和复位信号，产生第二驱动信号vgp以控制初级侧功率开关管qp的导通与关断。
50.具体的，在本实施例中，初级侧控制单元114通过上升沿检测模块 1141在初级侧开关控制信号的上升沿处输出导通信号，通过下降沿检测模块1142在初级侧开关控制信号的下降沿处输出复位信号，触发器1143 通过接受导通信号和复位信号生成第二驱动信号vgp以控制初级侧功率开关管qp的导通与关断。具体的，在检测到初级侧开关控制信号的上升沿时触发初级侧功率开关管qp导通，在检测到初级侧开关控制信号的下降沿时触发初级侧功率开关管qp关断。
51.图3示出本实用新型第一实施例中控制电路的次级侧控制单元的示意性电路图，如图3所示，次级侧控制单元112包括：初级侧开通控制模块1121、初级侧开关控制电路1122和次级侧开关控制电路。
52.其中，初级侧开通控制模块1121根据所述副边信号产生第一控制信号，控制初级侧功率开关管qp的导通；次级侧开关控制电路根据所述副边信号产生第二控制信号至第四控制信号，以及根据第三控制信号和第四控制信号产生第一驱动信号vgs，其中，第三控制信号用于控制次级侧整流管qs的第一次导通与关断，第四控制信号用于控制所述初级侧功率开关管qp的零电压开通；初级侧开关控制电路1122根据第一控制信号和第二控制信号产生所述初级侧开关控制信号以控制所述初级侧功率开关管qp的导通与关断。
53.其中，所述次级侧开关控制电路包括同步整流控制模块1123、初级侧零电压开通控制模块1124以及以及第一逻辑模块1125。
54.其中，同步整流模块1123根据所述副边信号产生第三控制信号，控制次级侧整流管qs的第一次导通与关断；初级侧零电压开通控制模块 1124根据所述副边信号产生第二控制信号和第四控制信号，其中，所述第四控制信号用于控制所述初级侧功率开关管qp的零电压开通；第一逻辑模块1125与所述同步整流控制模块1123和所述初级侧零电压开通控制模块1124连接，根据所述第三控制信号和第四控制信号产生所述第一驱动信号vgs。
55.具体地，同步整流控制模块1123根据所述次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds生成第三控制信号并输出至第一逻辑模块1125，用于控制次级侧整流管qs的第一次导通；初级侧零电压开通控制模块1124根据输出电压vout和次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds产生第四控制信号和第二控制信号，并分别输出至第一逻辑模块1125和初级侧开关控制电路1122，第四控制信号用于控制次级侧整流管qs的第二次导通，第二控制信号用于控制初级侧功率开关管qp的开通；初级侧开通控制模块 1121根据输出电压vout和次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds产生第一控制信号，用于控制初级侧功率开关管qp的导通，初级侧开关控制电路1122接收第二控制信号和第一控制信号，并根据第二控制信号和第一控制信号产生初级侧开关控制信号以控制初级侧功率开关管qp的导通与关断；第一逻辑模块1125接收第
三控制信号和第四控制信号，并根据第三控制信号和第四控制信号产生第一驱动信号vgs，以控制次级侧整流管qs在每个开关周期中初级侧功率开关管qp导通前开通一次或开通两次，其中，第一逻辑模块1125为逻辑或门。
56.具体地，当次级侧整流管qs需要二次开通时，初级侧开通控制模块1121不工作，初级侧零电压开通控制模块1124工作，初级侧零电压开通控制模块1124产生第四控制信号，第四控制信号经由第一逻辑模块 1125控制次级侧整流管qs二次开通，等次级侧整流管qs二次开通并关断后延时一定时间(与vin相关)后，初级侧开关控制电路1122根据第二控制信号控制初级侧功率开关管qp开通，并根据脉宽设定信号控制初级侧功率开关管qp关断。
57.当次级侧整流管qs无需二次开通时，初级侧开通控制模块1121工作，初级侧零电压开通控制模块1124不工作。初级侧开通控制模块1121 产生第一控制信号，初级侧开关控制电路1122根据此信号控制初级侧功率开关管qp开通，并根据脉宽设定信号控制初级侧功率开关管qp关断。
58.次级侧控制单元112还包括第一比较模块1126，第一比较模块1126 的输入端分别接收输入电压vin和第一阈值电压vin_h，根据输入电压vin和第一阈值电压vin_h的比较结果产生第一比较信号，输出端输出第一比较信号至初级侧开通控制模块1121以及初级侧零电压开通控制模块1124。其中，第一阈值电压vin_h＞n*vout。其中，n为变压器t1 初级侧绕组np和次级侧绕组ns的匝数比。当vin＜vin_h时，在每个开关周期，初级侧零电压开通控制模块1124根据第一比较信号输出的无效的第四控制信号，控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp导通前仅开通一次，初级侧开通控制模块1121根据第一比较信号输出的有效的第一控制信号以控制初级侧功率开关管qp在次级侧整流管qs开通一次之后开通。当vin≥vin_h时，在每个开关周期，初级侧零电压开通控制模块1124控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp导通前开通两次，初级侧开通控制模块1121根据第一比较信号输出的无效的第一控制信号以控制初级侧功率开关管qp在次级侧整流管qs第一次关断时不开通。
59.在优选的实施例中，次级侧控制单元112还包括误差放大器1151、脉宽设定模块1153、波峰个数设定模块1154、波谷个数设定模块1155、采样模块1156、第一运算模块1152、第二运算模块1159、波峰计数模块1157、波谷计数模块1158以及第二比较模块1127，其中，误差放大模块1151用于比较输出电压vout和预设参考电压vo_ref，输出误差放大信号vcomp，波峰个数设定模块1154根据误差放大信号vcomp产生第一设定值j，用于设定在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds波形的第 j个波峰值时，初级侧功率开关管qp开通，其中，j为正整数；同时波峰计数模块1157对检测的波峰值个数进行计数产生第一计数值。波谷个数设定模块1155根据误差放大信号vcomp产生第一设定值i，用于设定在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds波形的第i个波谷值时，次级侧整流管qs二次导通，其中，i为正整数，同时波谷计数模块1158对检测的波谷值个数进行计数产生第二计数值，可根据表征输出功率的控制量来确定j和i的值，在本申请的优选实施例中例如通过误差放大信号 vcomp来表征输出功率pout，此时，输出功率pout越大，j越小，i越小，可选的，i＝1或i＝2。
60.脉宽设定模块1153根据误差放大信号vcomp产生脉宽设定信号，其输出端连接初级侧开关控制电路1122，用于输出脉宽设定信号，设定所述初级侧功率开关管qp的有效电平宽度；第一运算模块1152根据输出电压vout以及采样模块1156获取的次级侧整流管qs的漏源电压 vs_ds计算得到输入电压vin并输出至第一比较模块1126，第二运算模块1159根
据采样模块1156获取的次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds 得到初级侧功率开关管qp开通前的漏极和源极之间两端电压(简称漏源电压)vdp_on。第二比较模块1127的输入端分别接收初级侧功率开关管qp导通前的漏源电压vdp_on以及第一参考电压vref1，根据漏源电压vdp_on和第一参考电压vref1的比较结果产生第二比较信号，其输出端输出第二比较信号至初级侧零电压开通控制模块1124，用于控制次级侧整流管qs二次导通的导通时间。
61.具体的，第一运算模块1152根据输出电压vout和采样模块1156采样得到的vs_ds1，获得反激式变换器100的输入电压vin。其中， vin＝n*(vs_ds1-vout)，其中，n为变压器t1初级侧绕组np和次级侧绕组ns的匝数比，vs_ds1为初级侧功率开关管qp导通期间次级侧整流管qs的漏源电压。
62.具体的，第二运算模块1159获得初级侧功率开关管qp导通前次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds2，结合初级侧功率开关管qp导通期间次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds1，并根据两者计算得到漏源电压 vdp_on，其中：vdp_on＝n*(vs_ds1-vs_ds2)，其中，n为变压器初级侧绕组np和次级侧绕组ns的匝数比。
63.初级侧开通控制模块1121接收第一比较信号、波峰个数设定模块 1154输出的第一设定值j以及波峰计数模块1157输出的第一计数值，并根据第一比较信号、第一设定值j和第一计数值生成第一控制信号并发送至初级侧开关控制电路1122。
64.初级侧零电压开通控制模块1124接收输入电压vin、第一比较信号、第二比较信号、波谷个数设定模块1155输出的第二设定值i以及波谷计数模块1158输出第二计数值，根据输入电压vin、第一比较信号、第二比较信号、第二设定值i和第二计数值生成第二控制信号和第四控制信号并分别发送至初级侧开关控制电路1122和第一逻辑模块1125。
65.第一逻辑门1125根据第四控制信号和第三控制信号生成第一驱动信号vgs，以控制次级侧整流管qs的在初级侧功率开关管qp导通前开通一次或两次。
66.初级侧开关控制电路1122根据第一控制信号、第二控制信号和脉宽设定信号生成初级侧开关控制信号。
67.进一步的，当vin＜vin_h时，初级侧零电压开通控制模块1124输出第二控制信号和无效的第四控制信号，控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp导通前仅开通一次。初级侧开通控制模块1121判断第一计数值是否达到第一设定值j，当第一计数值达到第一设定值j时，生成有效的第一控制信号并发送至初级侧开关控制电路1122。该初级侧开关控制电路1122根据脉宽设定信号、第一控制信号和第四控制信号生成初级侧开关控制信号以控制初级侧功率开关管qp导通，即在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds波形的第j个波峰值时产生有效的初级侧开关控制信号，以控制初级侧功率开关管qp导通。
68.当vin≥vin_h时，初级侧零电压开通控制模块1124控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp导通前开通两次。初级侧零电压开通控制模块1124判断第二计数值是否到达第二设定值i，当达到第二设定值 i时，生成有效的第四控制信号，第一逻辑模块1125根据有效的第四控制信号生成有效的第一驱动信号vgs以控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp导通前第二次开通，也即是在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds的波形的第i个波谷值时，次级侧整流管qs第二次导通，其中，i为正整数，次级侧整流管qs的第二次的导通时间根据初级侧功率开关管qp开通前的漏极和源极之间两端电压(简称漏源电压)vdp_on 来调整，即在一个开关周期中，通过第二比较模块1127将此漏源电压 vdp_on与第一参考电压
vref1比较，将比较结果输出到初级侧零电压开通控制模块1124。当vdp_on>vref1时，增大下一开关周期中，次级侧整流管qs的第二次导通时间；当vdp_on<＝vref1时，在下一开关周期中，减小次级侧整流管qs的第二次导通时间。其中，第一参考电压 vref1>0，且当初级侧功率开关管qp开通前一刻，其漏源电压vdp_on 低于vref1时，初级侧功率开关管qp实现零电压开通，在次级侧整流管qs第二次导通又关断后，第二控制信号有效，初级侧开关控制电路1122 根据有效的第二开关控制信号产生有效地初级侧开关控制信号控制初级侧功率开关管qp开通。
69.优选地，初级侧零电压开通控制模块1124接收输入电压vin，并根据输入电压vin获得延时时间，以控制次级侧整流管qs二次开通并关断后延时一定时间后导通初级侧功率开关管qp，输入电压vin越大，延时时间越小。
70.优选地，次级侧整流管qs的第二次的导通时间还可根据如下方式实现，在次级侧整流管qs二次开通后，当次级侧整流管qs的电流is 达到参考电流值时，关断次级侧整流管qs，并延时一定时间产生有效的初级侧开关控制信号。参考电流值可根据输入电压vin得到，与输入电压vin相关，输入电压vin越大，参考电流值越大。根据输入电压vin 来确定延时时间，输入电压vin越大，延时时间越小。进一步的，输出功率pout还可通过检测流经次级侧整流管的电流is或反激式变换器的输出电流来获得。
71.图4示出根据本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制电路的时序图。如图4所示，在一个开关周期内，次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通两次。
72.在一个开关周期内，当到达t1时刻初级侧功率开关管qp关断，此时次级侧整流管qs第一次开通，流经次级侧整流管qs的电流is从峰值 ipks开始减小，在t2时刻，电流is减小至0，次级侧整流管qs关断，次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds开始震荡。在漏源电压vs_ds的第 i个波谷值处，即到达t3时刻时，次级侧整流管qs第二次开通，电流is 反向增大。此时i＝1，可选的，i＝2。
73.在t4时刻，电流is达到参考电流值iref2，次级侧整流管qs再次关断，经过延时时间td1后，在t5时刻，初级侧功率开关管qp导通，进入下一个开关周期。
74.图5示出根据本实用新型第二实施例的反激式变换器的控制电路的示意性框图。与图1所示的第一实施例相比，初级侧功率开关qp的第二端经由采样电阻rcs与初级侧接地端连接，通过采样电阻rcs获得表征流经初级侧功率开关管qp的电流的采样电压vpk。与第一实施例相同的部分在此不再赘述。
75.图6示出本实用新型第二实施例中控制电路的初级侧控制单元的示意性电路图，在本实施例中，初级侧控制单元214包括：上升沿检测模块2141、有效电平宽度检测模块2142、比较器2144以及触发器2143，其中，上升沿检测模块2141用于检测初级侧开关控制信号的上升沿，在检测到上升沿时，产生导通信号，有效电平宽度检测模块2142检测初级侧开关控制信号有效电平宽度，输出用于表征流经初级侧功率开关管qp 的电流的峰值基准值的基准电压vref2到比较器2144，比较器2144用于比较基准电压vref2与采样电阻rcs远地点的采样电压vpk，根据比较结果输出复位信号，触发器2143的置位端和复位端分别与上升沿检测模块2141和比较器2144连接，用于接收导通信号和复位信号，并根据导通信号和复位信号，产生第二驱动信号vgp以控制初级侧功率开关管 qp的导通与关断。
76.具体的，初级侧控制单元214接收上述初级侧开关控制信号，通过上升沿检测模块
2141在初级侧开关控制信号的上升沿处输出导通信号，通过有效电平宽度检测模块2142检测初级侧开关控制信号的有效电平宽度，输出表征流经初级侧功率开关管qp的电流的峰值基准值的基准电压vref2，其与采样电阻rcs远地点采样电压vpk经比较器2144比较，当vpk≥vref2时，输出复位信号，触发器2143通过接受导通信号和复位信号生成第二驱动信号vgp以控制初级侧功率开关管qp在检测到初级侧开关控制信号的上升沿时导通，在检测到vpk≥vref2时关断。
77.在本实施例中，初级侧控制单元214根据初级侧开关控制信号的上升沿开通初级侧功率开关管qp，根据初级侧开关控制信号的有效电平宽度控制初级侧功率开关管qp的导通时间。其中，初级侧开关控制信号的有效电平宽度越大，初级侧功率开关管qp的导通时间越长。此时，有效电平宽度为高电压宽度，但并不局限于此。设定采样电压vpk达到基准电压vref2时，关断初级侧功率开关管qp。
78.图7a示出根本实用新型第一实施例的反激式变换器的控制方法的流程图。如图7a所示，反激式变换器的控制方法包括以下步骤。
79.在步骤s501中，检测反激式变换器次级侧的副边信号，其中，所述副边信号为所述反激式变换器的输出电压vout和次级侧整流管的漏源电压vs_ds。
80.在步骤s502中，根据反激式变换器的输出电压vout和次级侧整流管的漏源电压vs_ds产生第一驱动信号和初级侧开关控制信号，具体的，在一个开关周期，根据第一驱动信号vgs控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通一次或两次；以及在次级侧整流管qs第一次或第二次开通后且处于关断状态时，产生有效(例如为高电平)的初级侧开关控制信号，以开通初级侧功率开关管qp。
81.具体地，如图7b所示，步骤s502包括步骤s5021至步骤s5023。
82.在步骤s5021中，将反激式变换器的输入电压vin与第一阈值电压 vin_h进行比较。
83.在本实施例中，第一阈值电压vin_h≥n*vout，其中，vout为反激式变换器的输出电压，n为变压器t1初级侧绕组np与次级侧绕组ns 的匝数比。通过检测在初级侧功率开关管qp开通期间次级侧整流管qs 的漏源电压vs_ds1以获取输入电压vin，其中，vin＝n*(vs_ds1-vout)。其中，n为变压器t1的初级侧绕组np与次级侧绕组ns的匝数比，vout 为反激式变换器的输出电压。
84.在步骤s5022中，当输入电压vin小于第一阈值电压vin_h时，在一个开关周期，控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通一次，并在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds的波形的第j个波峰值时产生有效的初级侧开关控制信号，以开通初级侧功率开关管qp。
85.在本实施例中，当次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前仅开通一次时，反激式变换器工作于准谐振控制模式，在次级侧整流管 qs的漏源电压vs_ds的波形的第j个波峰值时产生有效的初级侧开关控制信号，以实现初级侧功率开关管qp的零电压开通，其中，j为正整数。
86.在步骤s5023中，当输入电压vin大于或等于第一阈值电压vin_h 时，在一个开关周期，控制次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通两次，并在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds的波形的第i 个波谷值时，使次级侧整流管第二次开通，在次级侧整流管
qs第二次关断后，经过延时时间td1后，产生有效的初级侧开关控制信号，以实现初级侧功率开关管qp的零电压开通。
87.当次级侧整流管qs在初级侧功率开关管qp开通前开通两次时，在次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds的波形的第i个波谷值时，使次级侧整流管第二次开通，当次级侧整流管qs的电流is达到参考电流值iref2 时，关断次级侧整流管qs，在次级侧整流管qs第二次关断后，经过延时时间td1后，产生有效的初级侧开关控制信号，以开通初级侧功率开关管qp，其中，延时时间td1与输入电压vin相关，且输入电压vin 越大，延时时间td1越小；根据反激式变换器的输出功率来确定i的值， i≥0，且i为整数，其中，输出功率越大，i的值越小。
88.在一个优选的实施例中，次级侧整流管qs的第二次的导通时间根据初级侧功率开关管qp开通前的漏源电压vdp_on来调整，具体的，检测初级侧功率开关管qp导通前次级侧整流管qs的漏源电压vs_ds2，结合初级侧功率开关管qp导通期间次级侧整流管qs的漏源电压 vs_ds1，并根据两者计算得到漏源电压vdp_on，其中： vdp_on＝n*(vs_ds1-vs_ds2)，其中，n为变压器初级侧绕组np和次级侧绕组ns的匝数比。在一个开关周期中，将漏源电压vdp_on与第一参考电压vref1比较，当vdp_on>vref1时，增大下一开关周期中，次级侧整流管qs的第二次导通时间；当vdp_on<＝vref1时，在下一开关周期中，减小次级侧整流管qs的第二次导通时间。其中，第一参考电压 vref1>0，且当初级侧功率开关管qp开通前一刻，其漏源电压vdp_on 低于vref1时，初级侧功率开关管qp实现零电压开通。
89.在步骤s503中，根据初级侧开关控制信号控制初级侧功率开关管 qp的导通与关断。
90.在本实施例中，在初级侧开关控制信号的上升沿触发初级侧功率开关管qp导通；在初级侧开关控制信号的下降沿触发初级侧功率开关管 qp关断。
91.在一个优选的实施例中，在初级侧开关控制信号的上升沿开通初级侧功率开关管qp，根据初级侧开关控制信号的有效电平宽度控制初级侧功率开关管qp的导通时间。其中，初级侧开关控制信号的有效电平宽度越大，初级侧功率开关管qp的导通时间越长。
92.本实用新型实施例提供的反激式变换器及其控制电路，通过检测反激式变换器次级侧的副边信号，根据该副边信号产生控制次级侧整流管的第一驱动信号，进一步根据第一驱动信号控制次级侧整流管开通一次或两次，并在次级侧整流管中的开关管开通一次或两次后并且处于关断状态时，产生初级侧开关控制信号，初级侧控制单元根据初级侧开关控制信号控制初级侧功率开关管的导通与关断，可以在不增加额外器件成本的条件下，在全输入电压范围内实现初级侧功率开关零电压开通，且控制简单，且避免初级侧功率开关管与次级侧整流管同时导通的风险，本实用新型实施例可以有效减少器件数目，简化电路设计，降低电路成本。
93.本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。