反激变换电路、变换器、伺服电机及其驱动器的制作方法

1.本实用新型涉及dc-dc领域，尤其涉及一种反激变换电路、变换器、伺服电机及其驱动器。


背景技术：

2.反激变换器拓扑结构因其成本低廉、可靠性高、性能优异，被广泛应用于200w以下的小功率开关电源，及各种电子设备的辅助电源中。反激变换器因与原边线圈串联的开关数量和连接结构不同，又可分为单管反激变换器和双管反激变换器。
3.单管反激变换器由于原边线圈串联的开关管需要承受母线电压、副边线圈通过变压器反射到原边线圈电压(即反射电压)、以及开关管关断产生的尖峰电压(原边线圈漏感产生的感应电动势)的叠加电压，在高输入电压的条件下，开关管需要承受更高的耐压，这使得该拓扑结构最高输入电压受到明显制约。但在低电压输入时，只要设计合理，理论上，在极低的输入电压下，单管反激变换器依然能够正常输出。
4.双管反激变换器由于原边线圈的续流电流(其由原边线圈漏感产生的感应电动势等引起)又可以通过钳位二位管回到输入母线，使得开关管只需要承受母线电压的耐压即可，这使得该拓扑结构更容易应用到高输入电压条件下。但在低电压输入时，即在母线电压低于副边线圈反射到原边线圈的电压时，钳位二极管会把原本应该传递到副边线圈的能量通过正激的方式回传到原边线圈，使得副边线圈只能输出略低于匝比于母线电压的输出电压，即，如果变压器的原边线圈和副边线圈的匝比为n:1，则副边输出电压为：vo＝vin/n-vd，其中，vo、vin和vd分别为输出电压、母线的输入电压和整流二极管的压降。
5.传统的双管反激变换器在低电压输入时出现问题，设计者只能避开这段区间，设计之初就先明确最低输入电压，即使这样也不能兼顾宽范围输入时的最低和最高输入电压。
6.可以看出，单管反激变换器在高的输入电压时没优势，而双管反激变换器在低的输入电压时会出现问题。
7.作为一个例子，如今，超级电容开始广泛的用做伺服驱动领域的后备电源，特别是风电变桨伺服驱动器上。在电网有电时，三相400vac的交流电输入到交流整流电路，整流后母线电压极限情况下可达到800vdc；当电网没电时，需要利用作为后备电源的超级电容工作时，为了最大化利用超级电容的能量，需要将其电压释放到尽可能低，理想值是释放到零，可见，母线电压的工作电压的变化范围在几十伏到800vdc之间，而目前的单管反激变换器和双管反激变换器都满足不了该要求。


技术实现要素：

8.基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种反激变换电路、变换器、伺服电机及其驱动器，从而为实现可以在很宽的输入电压正常工作，并且第一开关和第二开关的耐压值可以较低的效果提供硬件基础。
9.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
10.一种反激变换电路，包括第一开关、第二开关、第一二极管、第二二极管，还包括：第三开关、电压比较电路、驱动电路和吸收电路，所述吸收电路包括吸收电容和吸收电阻；所述第一开关一端连接母线，另一端连接变压器的原边线圈的第二端；所述第二开关一端连接所述原边线圈的第一端，另一端接地；所述第一二极管的阳极连接所述原边线圈的第一端，阴极连接所述母线；所述第二二极管的阴极与所述原边线圈的第二端连接，阳极通过所述第三开关接地；所述第三开关与所述吸收电路并联，所述吸收电路中所述吸收电容和吸收电阻并联；所述电压比较电路的第一输入端用于输入母线采样电压，第二输入端用于输入阈值电压，输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接所述第三开关的控制端。
11.优选的，所述的反激变换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，阳极连接所述吸收电路的低电位端，或者，所述第三二极管的阴极连接所述吸收电路的高电位端，阳极接地。
12.优选的，所述的反激变换电路还包括电阻，所述第三开关为mos管，所述电阻跨接在所述mos管的栅极与源极之间。
13.本实用新型还提供了一种反激变换电路，包括第一开关、第二开关、第一二极管、第二二极管，还包括：第三开关、电压比较电路、驱动电路和吸收电路，所述吸收电路包括吸收电容和吸收电阻；所述第一开关一端连接母线，另一端连接变压器的原边线圈的第二端；所述第二开关一端连接所述原边线圈的第一端，另一端接地；所述第一二极管的阳极连接所述原边线圈的第一端，阴极连接所述母线；所述第二二极管的阳极接地，阴极通过所述第三开关与所述原边线圈的第二端连接；所述第三开关与所述吸收电路并联，所述吸收电路中所述吸收电容和吸收电阻并联；所述电压比较电路的第一输入端用于输入母线采样电压，第二输入端用于输入阈值电压，输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接所述第三开关的控制端。
14.优选的，所述的反激变换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阴极连接所述原边线圈的第二端，阳极连接所述吸收电路的低电位端，或者，所述第三二极管的阴极连接所述吸收电路的高电位端，阳极连接所述第二二极管的阴极。
15.优选的，所述的反激变换电路还包括电阻，所述第三开关为mos管，所述电阻跨接在所述mos管的栅极与源极之间。
16.本实用新型还提供了一种反激变换电路，包括第一开关、第二开关、第一二极管、第二二极管，还包括：第三开关、电压比较电路、驱动电路和吸收电路，所述吸收电路包括吸收电容和吸收电阻；所述第一开关一端连接母线，另一端连接变压器的原边线圈的第二端；所述第二开关一端连接所述原边线圈的第一端，另一端接地；所述第二二极管的阴极连接所述原边线圈的第二端，阳极接地；所述第一二极管的阴极连接母线，阳极通过所述第三开关连接所述原边线圈的第一端；所述第三开关与所述吸收电路并联，所述吸收电路中所述吸收电容和吸收电阻并联；所述电压比较电路的第一输入端用于输入母线采样电压，第二输入端用于输入阈值电压，输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接所述第三开关的控制端。
17.优选的，所述的反激变换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阴极连接所
述第一二极管的阳极，阳极连接所述吸收电路的低电位端，或者，所述第三二极管的阴极连接所述吸收电路的高电位端，阳极连接所述原边线圈的第一端。
18.优选的，所述的反激变换电路还包括电阻，所述第三开关为mos管，所述电阻跨接在所述mos管的栅极与源极之间。
19.本实用新型还提供了一种反激变换电路，包括第一开关、第二开关、第一二极管、第二二极管，还包括：第三开关、电压比较电路、驱动电路和吸收电路，所述吸收电路包括吸收电容和吸收电阻；所述第一开关一端连接母线，另一端连接变压器的原边线圈的第二端；所述第二开关一端连接所述原边线圈的第一端，另一端接地；所述第二二极管的阴极连接所述原边线圈的第二端，阳极接地；所述第一二极管的阳极连接所述原边线圈的第一端，阴极通过所述第三开关连接所述母线；所述第三开关与所述吸收电路并联，所述吸收电路中所述吸收电容和吸收电阻并联；所述电压比较电路的第一输入端用于输入母线采样电压，第二输入端用于输入阈值电压，输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端连接所述第三开关的控制端。
20.优选的，所述的反激变换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阴极连接母线，阳极连接所述吸收电路的低电位端，或者，所述第三二极管的阴极连接所述吸收电路的高电位端，阳极连接第一二极管的阴极。
21.优选的，所述的反激变换电路还包括电阻，所述第三开关为mos管，所述电阻跨接在所述mos管的栅极与源极之间。
22.本实用新型还提供了一种反激变换器，包括变压器，还包括任一所述的反激变换电路。
23.本实用新型还提供了一种伺服电机驱动器，包括变压器，还包括任一所述的反激变换电路。
24.本实用新型还提供了一种伺服电机，包括所述的伺服电机驱动器。
25.【有益效果】
26.在母线采样电压大于阈值电压的情况下，所述电压比较电路控制所述第三开关导通，从而使所述第二二极管和所述第三开关形成所述原边线圈的钳位电路，其类似于双管反激变换器，其第一开关和第二开关的耐压值可以较低；当所述母线采样电压小于所述阈值电压时，所述电压比较电路控制所述第三开关断开，从而使所述第二二极管和所述吸收电路形成所述原边线圈的钳位吸收电路，变压器原边线圈的第一端或第二端也不会被钳位，因而不会出现“副边线圈的能量通过正激的方式回传到原边线圈，使得副边线圈只能得略低于匝比于母线电压的输出电压”这一问题，所以，本反激变换电路能够为实现在很宽的输入电压正常工作，并且为第一开关和第二开关的耐压值可以较低的效果提供硬件基础。
27.本实用新型的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
28.以下将参照附图对本实用新型的反激变换电路优选实施方式进行描述。图中：
29.图1为现有技术中单管反激变换电路的电路拓扑示意图；
30.图2为现有技术中双管反激变换电路的电路拓扑示意图；
31.图3为根据本实用新型的一种优选实施方式的反激变换电路；
32.图4为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
33.图5为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
34.图6为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
35.图7为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
36.图8为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
37.图9为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路；
38.图10为根据本实用新型的另一种优选实施方式的反激变换电路。
具体实施方式
39.以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
40.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
41.除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
43.本反激变换电路非常适用于输入电压变化范围很宽的场景，应用本反激变换电路的产品可以是：开关电源、变频器、伺服驱动器、ups、逆变器、储能装置等。图3是本实用新型一种实施例的反激变换电路，反激变换电路用于将其母线上的电压转换为输出电压vo，以提供给负载，例如可以是伺服电机(对应的，本反激变换电路即为伺服驱动器的组成部分)。
44.反激变换电路包括控制单元(图中未示出)、驱动单元(图中未示出)、母线电容c1、第一开关q1、第二开关q2、第一二极管d1(续流二极管)、第二二极管d2(续流二极管)、第三开关q3、电压比较电路、吸收电路、变压器t、整流二极管d和输出滤波电容c2，吸收电路包括吸收电容c3和吸收电阻r1。第一开关q1、第二开关q2和第三开关q3可以是mos管，例如n沟道mos管或p沟道mos管，及igbt(绝缘栅双极晶体管)。
45.反激变换电路的母线通过母线电容c1接地，母线上的电压来自于前级电路的输出电压，而该电压即反激变换电路的输入电压。本前级电路的输出电压的范围变化较大，例如其变化范围为20v-800v之间。前级电路可以是超级电容(即备用电源)和交流整流电路，超级电容和交流整流电路分别在对应情况下工作；当电网有电时，交流整流电路工作，将交流电压转换为直流电压而提供给母线；当电网无电时，超级电容工作，其输出直流电压提供给母线。
46.第一开关q1一端连接母线、另一端连接变压器t的原边线圈的第二端t2；第二开关q2一端连接原边线圈的第一端t1、另一端接地。第一二极管d1的阳极连接原边线圈的第一
端t1、阴极连接母线。第二二极管d2与第三开关q3串联在原边线圈的第二端t2与地之间；在一个实施例中，如图3所示，第三开关q3可以设置在第二二极管d2的阳极与地之间，第二二极管d2的阴极连接原边线圈的第二端t2；在另一个实施例中，如图4所示，第三开关q3可以设置在第二二极管d2的阴极与原边线圈的第二端t2之间，第二二极管d2的阳极接地。第三开关q3与吸收电路并联，吸收电路中吸收电容c3和吸收电阻r1并联。
47.电压比较电路将母线采样电压(即输入电压的采样电压)v’in与阈值电压进行比较，当母线采样电压大于阈值电压时，电压比较电路控制第三开关q3导通，从而使第二二极管d2和第三开关q3形成原边线圈的钳位电路，且钳位电路中的电流(也称为续电流，在第一开关q1和第二开关q2的开关动作周期内，在第一开关q1和第二开关q2关断时产生的电流)方向为从第二二极管d2的阳极、第二二极管d2的阴极至原边线圈的第二端t2，并且使得第三开关q3将吸收电路短路。当母线采样电压小于阈值电压时，电压比较电路控制第三开关q3断开，从而使第二二极管d2和吸收电路形成原边线圈的钳位吸收电路。如图3所示，在一个实施例中，电压比较电路采用比较器，其一端输入母线采样电压(即输入电压的采样电压)，另一端输入阈值电压，输出端输出比较结果信号，例如当输入电压的采样电压大于阈值电压时比较结果信号为高电平，小于阈值电压时比较结果信号为低电平。在一些实施例中，反激变换电路还包括驱动电路，其将比较结果信号转换为驱动第三开关q3的驱动信号，输入至第三开关q3的控制端，以控制第三开关q3导通或关断；例如，第三开关q3是mos管，该驱动信号输入至mos管的栅极，栅极和源极之间跨接了电阻r2，既可以为第三开关q3的栅极提供偏置电压，又可以为栅极上的累积电荷提供快速释放的通道。
48.变压器t的副边线圈的一端通过整流二极管d与正输出端vo+连接，另一端与负输出端vo-连接，滤波电容的两端分别与正输出端vo+和负输出端vo-连接，正输出端vo+和负输出端vo-之间的输出电压vo提供给负载。
49.在母线采样电压大于阈值电压的情况下，电压比较电路通过将母线采样电压与阈值电压进行比较获得比较结果后，控制第三开关q3导通，第三开关q3将吸收电路短路。以下对反激变换电路在工作周期内的工作过程进行详细描述：(1)控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2导通，电流从母线流出，经过第一开关q1、原边线圈和第二开关q2流入地，这个过程电流对变压器t进行励磁，电能转换为磁能，此时整流二极管d截止(即关断)，副边线圈内无电流。此时，第二二极管d2阴极的电压大于其阳极的电压，因此第二二极管d2截止(即关断)；第一二极管d1阴极的电压大于其阳极的电压，因此第一二极管d1截止(即关断)；(2)在步骤(1)持续一定时长后，控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2断开，变压器t中的磁能开始转化为电能，整流二极管d导通，副边线圈内有电流；另外，由于第一开关q1和第二开关q2瞬间断开，原边线圈的漏感产生很大的感应电动势；反激变换电路的输出电压vo由于变压器t的匝比(原边线圈和副边线圈之间的匝比)在原边线圈产生一个反射电压，因而原边线圈的两端的压差为感应电动势和反射电压之和。原边线圈的第一端t1由于第一二极管d1的钳位，其电压被钳位在输入电压与第一二极管d1的压降之和(即vin+vd1)；原边线圈的第二端t2由于第二二极管d2的钳位，其电压被钳位在0与第二二极管d2的压降之差(即-vd2)；从而，原边线圈上的续电流从第一端t1流出，经过第一二极管d1流入母线，对母线电容c1进行充电，充电电流经由母线电容c1和第二二极管d2回到原边线圈的第二端t2，形成续电流回路。
50.在母线采样电压小于阈值电压的情况下，电压比较电路通过将母线采样电压与阈值电压进行比较获得比较结果后，控制第三开关q3断开，第二二极管d2和吸收电路形成原边线圈的钳位吸收电路(rcd电路)，类似于传统的单管反激变换电。以下对反激变换电路在工作周期内的工作过程进行详细描述：(1)控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2导通，电流从母线流出，经过第一开关q1、原边线圈和第二开关q2流入地，这个过程电流对变压器t进行励磁，电能转换为磁能，此时整流二极管d截止(即关断)，副边线圈内无电流。此时，第二二极管d2阴极的电压大于其阳极的电压，因此第二二极管d2截止(即关断)；第一二极管d1阴极的电压大于其阳极的电压，因此第一二极管d1截止(即关断)；(2)在步骤(1)持续一定时长后，控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2断开，变压器t中的磁能开始转化为电能，整流二极管d导通，副边线圈内有电流；另外，由于第一开关q1和第二开关q2瞬间断开，原边线圈的漏感产生很大的感应电动势；反激变换电路的输出电压vo由于变压器t的匝比(原边线圈和副边线圈之间的匝比)在原边线圈产生一个反射电压，即原边线圈的两端的压差为感应电动势和反射电压之和。原边线圈的第一端t1由于第一二极管d1的钳位，其电压被钳位在输入电压与第一二极管d1的压降之和(即vin+vd1)，原边线圈上的续电流从第一端t1流出，经过第一二极管d1流入母线，对母线电容c1进行充电；由于原边线圈的第一端t1的电压被钳位，原边线圈的第二端t2的电压(原边线圈的第二端t2的电压为负值)大小约等于母线电压减去感应电动势和反射电压之和，第二二极管d2导通，吸收电容c3开始充电，充电电流经过吸收电容c3和第二二极管d2后回流至原边线圈的第二端t2。由于吸收电容c3的充电作用，原边线圈的第二端t2电压中因感应电动势带来的电压尖峰也被吸收而变得平缓；(3)当吸收电容c3被充电至某一个电压，其与原边线圈的第二端t2的压差小于第二二极管d2的导通压降时，吸收电容c3的充电截止(即关断)；(4)吸收电容c3可通过吸收电阻r1放电，放电电流从吸收电容c3的高电位端p32(与地连接一端)流出，经过吸收电阻r1后流入吸收电容c3的低电位端p31(与第二二极管d2阳极共点的一端)，在放电到某一个电压值后，反激变换电路又开始进入下一个周期的步骤(1)-(3)，其中，在该下一个周期的步骤(1)中，第二二极管d2的阴极电压为母线电压，其阳极电压为低电位端p31的负值电压，此时第二二极管d2截止；在该下一个周期的步骤(3)之后吸收电容c3再次开始充电。因而，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，反激变换电路在工作过程中，吸收电容c3的低电位端p31的电压vc3至少能够稳定的维持在某个电压值(负值)以下(即至少能存储的一定的电能)，该电压值与吸收电容c3的电容值、吸收电阻r1的电阻值、以及第一开关q1和第二开关q2导通时间的占空比有关。可见，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，原边线圈的第二端t2不会被钳位在输入电压，因而反激变换电路能够正常工作，并不会出现“副边线圈的能量通过正激的方式回传到原边线圈，使得副边线圈只能得略低于匝比于母线电压的输出电压”这一问题。
51.在一些实施例中，反激变换电路的输出电压vo(变压器t的副边线圈通过整流二极管d输出该输出电压vo)通常是可调的，例如，在某些场景下需要输出20v，而在有些场景下需要输出48v，控制单元可以通过调整第一开关q1和第二开关q2导通时间的占空比，以将反激变换电路的输出电压vo调整到新的电压值时。当输出电压vo调整到新的电压值时，控制单元对阈值电压进行更新，并将更新后的阈值电压输出给电压比较电路；其中，当输出电压vo调整到更大的电压值时，控制单元将阈值电压更新到更大的阈值电压，当输出电压vo调
整到更小的电压值时，控制单元将阈值电压更新到更小的阈值电压；最后，控制单元将更新后的阈值电压输出给电压比较电路。电压比较电路根据该更新后的阈值电压控制第三开关q3导通或关断。
52.在一些实施例中，通过输出电压vo和整流二极管d的压降vd来计算确定阈值电压vth的大小：vth＝k*n*(vo+vd)；其中，n为变压器t的原边线圈和副边线圈的匝比，k为采样系数，取值范围为(0，1)，即k＝v'in/vin(vin为母线电压，v'in为母线采样电压)。上述关系中，忽略了关断第一开关q1和第二开关q2时变压器t的原边线圈两端压差的瞬间震荡或波动，大致的认为阈值电压vth＝k*n*(vo+vd)是相当合适的，在该反激变换电路在输入电压的区间vin.min-vth之间是正常工作的，变压器t的原边线圈的第二端的电压不会被钳位在-vd2；而在输入电压的区间vth-vin.max时又具备传统双管反激变换电路的优势；其中，vin.min和vin.max分别为输入电压的最小值和最大值。
53.在一些实施例中，若考虑到关断第一开关q1和第二开关q2时变压器t的原边线圈两端压差的瞬间震荡或波动，可以在上述阈值电压vth基础上增加一些余量，即，通过输出电压vo和整流二极管d的压降vd来计算确定阈值电压vth的大小：vth＝k*(n*(vo+vd)+v1)；其中，v1为介于5v-10v之间的常量。
54.如上所述，图4所示的实施例中，第三开关q3可以设置在第二二极管d2的阴极与原边线圈的第二端t2之间，第二二极管d2的阳极接地，该反激变换电路在工作周期内的工作过程与图3反激变换电路在工作周期内的工作过程原理上是相同的，具体过程有所差别，例如，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，工作过程步骤(3)中当吸收电容c3被充电至某一个电压时，其高电位端p32(对应的，p31是其低电位端)与地(电压为0)的压差小于第二二极管d2的导通压降时，吸收电容c3的充电截止。
55.在一些实施例中，如图5所示，反激变换电路还包括第三二极管d3，吸收电路与第三二极管d3串联后再与第三开关q3并联，在第三开关q3导通瞬间，第三二极管d3用于防止吸收电容的电量通过第三开关q3放电；在第三开关q3断开后，第三二极管d3构成吸收钳位电路的组成部分。例如，第三二极管d3的阴极与第一二极管d1的阳极连接，阳极连接吸收电路的低电位端p31。又如，第三二极管d3的阴极连接高电位端p32，阳极接地(图中未示出)。如前所述，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，吸收电容c3上具有一电压值，当母线采样电压变化到大于阈值电压时，第三开关q3被控制导通，由于第三二极管d3的存在，吸收电容c3上的电压通过吸收电阻r1进行放电；否则，如果不存在第三二极管d3，第三开关q3被控制导通的瞬间，由于第三开关q3导通而将吸收电容c3短接，吸收电容c3的电压瞬间加载在第三开关q3上，会产生瞬间峰值电流，从而会对第三开关q3造成损害。同样，图4中的反激变换电路也可以包括第三二极管d3，在第三开关q3导通瞬间，第三二极管d3用于防止吸收电容的电量通过第三开关q3放电；在第三开关q3断开后，第三二极管d3构成吸收钳位电路的组成部分。如图9所示，吸收电路与第三二极管d3串联后再与第三开关q3并联，第三二极管d3的阴极与原边线圈t的第二端t2连接，阳极连接吸收电路的低电位端p31；又如，第三二极管d3的阴极连接高电位端p32，阳极连接第二二极管d2的阴极(图中未示出)。
56.图6是本实用新型另一种实施例的反激变换电路，该反激变换电路与图3的反激变换电路大体类似。
57.反激变换电路的母线通过母线电容c1接地，母线上的电压来自于前级电路的输出
电压，而该电压即反激变换电路的输入电压。本前级电路的输出电压的范围变化较大，例如其变化范围为20v-800v之间，前级电路可以是超级电容和交流整流电路，超级电容和交流整流电路分别在对应情况下工作；当电网有电时，交流整流电路工作，将交流电压转换为直流电压而提供给母线；当电网无电时，超级电容工作，其输出直流电压提供给母线。
58.第一开关q1一端连接母线、另一端连接变压器t的原边线圈的第二端t2；第二开关q2一端连接原边线圈的第一端t1、另一端接地。第二二极管d2的阴极连接原边线圈的第二端t2、阳极接地。第一二极管d1与第三开关q3串联在母线与原边线圈的第一端t1之间；在一个实施例中，如图6所示，第三开关q3可以设置在第一二极管d1的阳极与原边线圈的第一端t1之间，第一二极管d1的阴极连接母线；在另一个实施例中，如图7所示，第三开关q3可以设置在母线与第一二极管d1的阴极之间，第一二极管d1的阳极连接原边线圈的第一端t1。第三开关q3与吸收电路并联，吸收电路中吸收电容c3和吸收电阻r1并联。
59.电压比较电路将母线采样电压(即输入电压的采样电压)与阈值电压进行比较，当母线采样电压大于阈值电压时，电压比较电路控制第三开关q3导通，从而使第一二极管d1和第三开关q3形成原边线圈的钳位电路，且钳位电路中的电流(也称为续电流，在第一开关q1和第二开关q2的开关动作周期内，在第一开关q1和第二开关q2关断时产生的电流)方向为从第一二极管d1的阳极、第一二极管d1的阴极至母线，并且使得第三开关q3将吸收电路短路。当母线采样电压小于阈值电压时，电压比较电路控制第三开关q3断开，从而使第一二极管d1和吸收电路形成原边线圈的钳位吸收电路。如图6所示，在一个实施例中，电压比较电路采用比较器，其一端输入母线采样电压(即输入电压的采样电压)，另一端输入阈值电压，输出端输出比较结果信号，例如当输入电压的采样电压大于阈值电压时比较结果信号为高电平，小于阈值电压时比较结果信号为低电平。在一些实施例中，反激变换电路还包括驱动电路，其将比较结果信号转换为驱动第三开关q3的驱动信号，输入至第三开关q3的控制端，以控制第三开关q3导通或关断；例如，第三开关q3是mos管，该驱动信号输入至mos管的栅极，栅极和源极之间跨接了电阻r2，既可以为第三开关q3的栅极提供偏置电压，又可以为栅极上的累积电荷提供快速释放的通道。
60.变压器t的副边线圈的一端通过整流二极管d与正输出端vo+连接，另一端与负输出端vo-连接，滤波电容的两端分别与正输出端vo+和负输出端vo-连接，正输出端vo+和负输出端vo-之间的输出电压vo提供给负载。
61.在母线采样电压大于阈值电压的情况下，电压比较电路通过将母线采样电压与阈值电压进行比较获得比较结果后，控制第三开关q3导通，第三开关q3将吸收电路短路。以下对反激变换电路在工作周期内的工作过程进行详细描述：(1)控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2导通，电流从母线流出，经过第一开关q1、原边线圈和第二开关q2流入地，这个过程电流对变压器t进行励磁，电能转换为磁能，此时整流二极管d截止(即关断)，副边线圈内无电流。此时，第二二极管d2阴极的电压大于其阳极的电压，因此第二二极管d2截止(即关断)；第一二极管d1阴极的电压大于其阳极的电压，因此第一二极管d1截止(即关断)；(2)在步骤(1)持续一定时长后，控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2断开，变压器t中的磁能开始转化为电能，整流二极管d导通，副边线圈内有电流；另外，由于第一开关q1和第二开关q2瞬间断开，原边线圈的漏感产生很大的感应电动势；反激变换电路的输出电压vo由于变压器t的匝比(原边线圈和副边线
圈之间的匝比)在原边线圈产生一个反射电压，因而原边线圈的两端的压差为感应电动势和反射电压之和。原边线圈的第一端t1由于第一二极管d1的钳位，其电压被钳位在输入电压与第一二极管d1的压降之和(即vin+vd1)；原边线圈的第二端t2由于第二二极管d2的钳位，其电压被钳位在0与第二二极管d2的压降之差(即-vd2)；从而，原边线圈上的续电流从第一端t1流出，经过第一二极管d1流入母线，对母线电容c1进行充电，充电电流经由母线电容c1和第二二极管d2回到原边线圈的第二端t2，形成续电流回路。
62.在母线采样电压小于阈值电压的情况下，电压比较电路通过将母线采样电压与阈值电压进行比较获得比较结果后，控制第三开关q3断开，第一二极管d1和吸收电路形成原边线圈的钳位吸收电路。以下对反激变换电路在工作周期内的工作过程进行详细描述：(1)控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2导通，电流从母线流出，经过第一开关q1、原边线圈和第二开关q2流入地，这个过程电流对变压器t进行励磁，电能转换为磁能，此时整流二极管d截止(即关断)，副边线圈内无电流。此时，第二二极管d2阴极的电压大于其阳极的电压，因此第二二极管d2截止(即关断)；第一二极管d1阴极的电压大于其阳极的电压，因此第一二极管d1截止(即关断)；(2)在步骤(1)持续一定时长后，控制单元通过驱动单元(图中未示出)控制第一开关q1和第二开关q2断开，变压器t中的磁能开始转化为电能，整流二极管d导通，副边线圈内有电流；另外，由于第一开关q1和第二开关q2瞬间断开，原边线圈的漏感产生很大的感应电动势；反激变换电路的输出电压vo由于变压器t的匝比(原边线圈和副边线圈之间的匝比)在原边线圈产生一个反射电压，即原边线圈的两端的压差为感应电动势和反射电压之和。原边线圈的第二端t2由于第二二极管d2的钳位，其电压被钳位在0与第二二极管d2的压降之差(即-vd2)，母线电容c1上的充电电流从母线电容c1流出，经过第二二极管d2后流入原边线圈的第二端t2；由于原边线圈的第二端t2的电压被钳位，原边线圈的第一端t1的电压(原边线圈的第一端t1的电压为正值)大小约等于感应电动势和反射电压之和，第一二极管d1导通，吸收电容c3开始充电，充电电流从原边线圈的第一端t1流出，经过吸收电容c3和第一二极管d1后回流至母线，对母线电容c1进行充电。由于吸收电容c3的充电作用，原边线圈的第一端t1电压中因感应电动势带来的电压尖峰也被吸收而变得平缓；(3)当吸收电容c3的高电位端被充电至某一个电压，吸收电容c3的低电位端与母线的压差小于第二二极管d2的导通压降时，吸收电容c3的充电截止(即关断)；(4)吸收电容c3可通过吸收电阻r1放电，放电电流从吸收电容c3的高电位端p32(与原边线圈的第一端t1连接一端)流出，经过吸收电阻r1后流入吸收电容c3的低电位端p31(与第一二极管d1阳极共点的一端)，在放电到某一个电压值后，反激变换电路又开始进入下一个周期的步骤(1)-(3)，其中，在该下一个周期的步骤(1)中，第一二极管d1的阴极电压为母线电压，其阳极电压为低电位端p31的电压，此时第一二极管d1截止；在该下一个周期的步骤(3)之后吸收电容c3再次开始充电。因而，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，反激变换电路在工作过程中，吸收电容c3的高电位端p32的电压vc3至少能够稳定的维持在某个电压值以下(即至少能存储的一定的电能)，该电压值与吸收电容c3的电容值、吸收电阻r1的电阻值、以及第一开关q1和第二开关q2导通时间的占空比有关。可见，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，原边线圈的第一端t1的电压不会被钳位在输入电压，因而反激变换电路能够正常工作，并不会出现“副边线圈的能量通过正激的方式回传到原边线圈，使得副边线圈只能得略低于匝比于母线电压的输出电压”这一问题。
63.类似的，在一些实施例中，当输出电压vo调整到新的电压值时，控制单元对阈值电压进行更新，并将更新后的阈值电压输出给电压比较电路；其中，当输出电压vo调整到更大的电压值时，控制单元将阈值电压更新到更大的阈值电压，当输出电压vo调整到更小的电压值时，控制单元将阈值电压更新到更小的阈值电压；最后，控制单元将更新后的阈值电压输出给电压比较电路。电压比较电路根据该更新后的阈值电压控制第三开关q3导通或关断。
64.在一些实施例中，通过输出电压vo和整流二极管d的压降vd来计算确定阈值电压vth的大小：vth＝k*n*(vo+vd)；其中，n为变压器t的原边线圈和副边线圈的匝比，k为采样系数，取值范围为(0，1)，即k＝v'in/vin(vin为母线电压，v'in为母线采样电压)。上述关系中，忽略了关断第一开关q1和第二开关q2时变压器t的原边线圈两端压差的瞬间震荡或波动，大致的认为阈值电压vth＝k*n*(vo+vd)是相当合适的，在该反激变换电路在输入电压的区间vin.min-vth之间是正常工作的，变压器t的原边线圈的第二端的电压不会被钳位在-vd2；而在输入电压的区间vth-vin.max时又具备传统双管反激变换电路的优势；其中，vin.min和vin.max分别为输入电压的最小值和最大值。
65.在一些实施例中，若考虑到关断第一开关q1和第二开关q2时变压器t的原边线圈两端压差的瞬间震荡或波动，可以在上述阈值电压vth基础上增加一些余量，即，通过输出电压vo和整流二极管d的压降vd来计算确定阈值电压vth的大小：vth＝k*(n*(vo+vd)+v1)；其中，v1为介于5v-10v之间的常量，k为采样系数，取值范围为(0，1)，即k＝v'in/vin(vin为母线电压，v'in为母线采样电压)。
66.如上所述，图7所示的实施例中，第三开关q3可以设置在第一二极管d1的阴极与母线之间，第一二极管d1的阳极连接原边线圈的第一端t1，该反激变换电路在工作周期内的工作过程与图6反激变换电路在工作周期内的工作过程原理上是相同的，具体过程有所差别，例如，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，工作过程步骤(3)中当吸收电容c3被充电至某一个电压时，其高电位端p32(对应的，p31是其低电位端)与原边线圈的第一端t1的压差小于第一二极管d1的导通压降时，吸收电容c3的充电截止。
67.在一些实施例中，图7的反激变换电路还包括第三二极管d3，如图8所示，吸收电路与第三二极管d3串联后再与第三开关q3并联，在第三开关q3导通瞬间，第三二极管d3用于防止吸收电容的电量通过第三开关q3放电；在第三开关q3断开后，第三二极管d3构成吸收钳位电路的组成部分。例如，第三二极管d3的阴极连接母线，阳极连接吸收电路的低电位端p31。又如，第三二极管d3的阴极连接高电位端p32，阳极连接第一二极管d2的阴极(图中未示出)。如前所述，在母线采样电压小于阈值电压的情况下，吸收电容c3上具有一电压值，当母线采样电压变化到大于阈值电压时，第三开关q3被控制导通，由于第三二极管d3的存在，吸收电容c3上的电压通过吸收电阻r1进行放电；否则，如果不存在第三二极管d3，第三开关q3被控制导通的瞬间，由于第三开关q3导通而将吸收电容c3短接，吸收电容c3的电压瞬间加载在第三开关q3上，会产生瞬间高压，从而会对第三开关q3造成损害。同样，图6中的反激变换电路也可以包括第三二极管d3，如图10所示，吸收电路与第三二极管d3串联后再与第三开关q3并联，第三二极管d3的阴极连接第一二极管d1的阳极，阳极连接吸收电路的低电位端p31；又如，第三二极管d3的阴极连接吸收电路的高电位端p32，阳极连接原边线圈的第一端t1。
68.本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
69.本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
70.应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。