一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法
【專利摘要】本發明涉及一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，設置一反激變換器，該反激變換器包括輸入整流橋、輸入電容、變壓器、功率開關、輸出二極管、輸出電容以及負載電路，設置一控制電路，該控制電路與該反激變換器電連接，該控制電路包括采樣電阻、過流比較器、非線性過流基準電路、RS觸發器以及驅動器，其中，由該非線性過流基準電路提供一個過流保護基準電壓，該過流保護基準電壓為隨該變壓器的占空比非線性變化的電壓基準。
【專利說明】一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種適用于寬范圍輸入條件下的反激變換器的輸出過流保護方法，特 別是指一種非線性電路中反激變換器輸出過載時能獲得一致性較好的最大輸出電流的方 法。

【背景技術】
[0002] 眾所周知，由于反激變換器具有器件少、成本體、電路簡單的特點，所以目前其已 經被廣泛地應用在中小功率的交流到直流的開關電源中。
[0003] 如圖1所示，傳統的反激變換器在結構上一般由半導體二極管組成的輸入整流橋 DB1、輸入電容Cin、變壓器T1、功率開關S1、輸出二極管D1和輸出電容Cout組成。
[0004] 為了實現對輸出最大電流的控制，傳統的控制電路部分還需要由采樣電阻Rsen、 過流比較器Compl、過流保護基準Vocp、RS比較器和驅動器組成。其實現輸出電流過流保護 的方法是，首先在電路中設計一個恒定的過流保護基準，即Vocp。其次控制電路通過采樣電 阻Rsen采樣變壓器T1原邊（Np)的電流，當采樣電壓超過基準電壓Vocp時RS觸發器被強 制復位，之后RS觸發器的輸出Q變為零，并使得驅動器輸出變為低和功率開關S1關閉。當 下一個周期的時鐘信號到來后，功率開關再次開通并重復執行以上動作。最后，通過此原理 變壓器T1原邊的最大電流的由基準電壓Vocp和采樣電阻Rsen決定，如圖2所示，即Ipk_ Np=Vocp/Rsen〇
[0005] 如圖2所示，傳統的反激變換器輸出的平均電流由以下關系決定：

【權利要求】
1. 一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，其特征在于，設置一反激變換器， 該反激變換器包括輸入整流橋、輸入電容、變壓器、功率開關、輸出二極管、輸出電容以及負 載電路，其中，該輸入整流橋由半導體二極管組成， 設置一控制電路，該控制電路與該反激變換器電連接，該控制電路包括采樣電阻、過流 比較器、非線性過流基準電路、RS觸發器以及驅動器，其中，由該非線性過流基準電路提供 一個過流保護基準電壓，該過流保護基準電壓為隨該變壓器的占空比非線性變化的電壓基 準， 該控制電路通過該采樣電阻采樣該反激變換器的該變壓器的原邊的電流，當采樣電壓 超過該過流保護基準電壓時該RS觸發器被強制復位，之后該RS觸發器的輸出端變為零，并 使得該驅動器輸出變為低同時該反激變換器的該功率開關關閉，當下一個周期的時鐘信號 到來后，該功率開關再次開通并重復執行以上動作，最后，通過上述的方式使該變壓器的原 邊的最大電流由該過流保護基準電壓以及該采樣電阻決定，即，Ipk_Np=Vocp/Rsen，其中， Ipk_Np為該變壓器的原邊的最大電流，Vocp為該過流保護基準電壓，Rsen為該采樣電阻。
2. 如權利要求1所述的一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，其特征在 于：該反激變換器輸出的平均電流1〇由以下關系決定：
其中，1〇為該反激變換器輸出的平均電流，Np為該變壓器T1的原邊Np初級匝數，Ns 為該變壓器T1的次級阻數,，Ipk_np為該變壓器T1的原邊Np的最大電流，Ivalley_np, 為該變壓器T1的原邊Np的最小電流，D為占空比，Vin_dc為輸入電壓，L為電感量，D*Tsw 為通時間，Vocp為該過流保護基準電壓Vocp, Rsen為該采樣電阻Rsen。
3. 如權利要求2所述的一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，其特征在 于：該反激變換器輸出的最大電流1〇與該過流保護基準電壓的關系為：
其中，Vocp為該過流保護基準電壓Vocp，Np為該變壓器T1的原邊Np初級匝數，Ns 為該變壓器T1的次級匝數，D為占空比，Vin_dc為輸入電壓，L為電感量，D*Tsw為通時 間，Rsen為該采樣電阻Rsen, Λ IL為電流紋波， 該紋波電流的大小按照該最大輸出電流1〇的比例選取即：
其中，k為常量， 該最大的輸出電流1〇與該過流保護基準電壓Vocp的關系為：
4. 如權利要求1所述的一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，其特征在 于：該非線性過流基準電路包括壓控電流源、電容、V0電壓源、二極管、Voff電壓源、比例 放電器、第二開關以及第三開關， 該第二開關和該第三開關受關段時間信號的控制，當該功率開關開通時，該第二開關 和該第三開關關段，該電容被充電；當該功率開關關段時，該第二開關和該第三開關導通， 該電容被放電，該電容兩端的電壓與該V0電壓源的串聯作為該比例放大器的輸入電壓，該 比例放大器的輸出電壓與該Voff電壓源串聯作為該過流保護基準電壓。
5. 如權利要求4所述的一種非線性電路實現反激變換器過流保護的方法，其特征在 于：由該電容充電的電流il具體表達式為：
其中，Π 為該電容充電的電流，C為該電容的電容值，Vc為該電容兩端的電壓，Ton為 該第二開關和該第三開關導通時間，D*Tsw為通時間， 同時，該電容充電的電流il又由該壓控電流源的輸入電壓決定：
其中，Π 為該電容充電的電流，Vc為該電容兩端的電壓，Vo為該V0電壓源電壓， 由以上關系得到該電容兩端電壓Vc的表達式為和該過流保護基準電壓Vocp的表達式 為：
其中，Vc為該電容兩端的電壓，Vo為該V0電壓源電壓，D*Tsw為通時間，C為該電容的 電容值，Vocp為該過流保護基準電壓，Voff為該Voff電壓源電壓，m、η為常量。
【文檔編號】H02H7/125GK104104063SQ201410361818
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】張樹剛, 陳炎, 張佳, 陳建 申請人:鷹星精密工業（深圳）有限公司