專(zhuān)利名稱(chēng)：Ac/dc轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)電路，尤其涉及一種AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān) 管漏端電壓檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
AC/DC轉(zhuǎn)換器的主要功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的直流電壓。 如圖l所示，現(xiàn)有的準(zhǔn)諧振反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器一般包括整流電路21、 變壓器22、反饋電路23、功率開(kāi)關(guān)管24和控制芯片25。在反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器的各種損耗中，功率開(kāi)關(guān)管24的開(kāi)關(guān)損耗是 最主要的一種損耗。為了減小開(kāi)關(guān)損耗，提高轉(zhuǎn)換效率，需要采用準(zhǔn)諧振 控制技術(shù)。準(zhǔn)諧振控制技術(shù)就是指通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管24在漏端電壓最 低處打開(kāi)，使功率開(kāi)關(guān)管24的開(kāi)關(guān)損耗減至最小。由于功率開(kāi)關(guān)管24的 漏端電壓會(huì)隨著時(shí)間變化而不斷改變，為了使功率開(kāi)關(guān)管24能夠在漏端 電壓最低處打開(kāi)，需在控制芯片25中設(shè)置功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓檢測(cè)電 路，當(dāng)電路檢測(cè)到不同的電壓值時(shí)，會(huì)輸出不同的控制信號(hào)，以控制功率 開(kāi)關(guān)管24的斷開(kāi)或?qū)?，同時(shí)電壓檢測(cè)的精度也決定了開(kāi)關(guān)損耗減小的 程度。現(xiàn)有的功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓檢測(cè)電路由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較 高，所使用的元件較多，導(dǎo)致其能耗較大，降低了轉(zhuǎn)換效率。并且現(xiàn)有的 電壓檢測(cè)電路僅僅只能對(duì)功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓進(jìn)行4全測(cè)，而功率開(kāi)關(guān) 管24漏端電壓的最低處只占整個(gè)功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓周期的一部分， 當(dāng)其余部分周期電壓輸入電壓檢測(cè)電路時(shí)，電壓檢測(cè)電路不進(jìn)行工作，浪 費(fèi)了資源。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種的AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電 路，該電路結(jié)構(gòu)筒單、制造成本低廉且同時(shí)可以對(duì)母線輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)。一種AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓^f企測(cè)電路，包括一三極管， 三極管的基極連接有偏置電路，集電極連接有電流鏡，電流鏡的輸出端口 與電流電壓轉(zhuǎn)換模塊相連接，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與一比較器相 連接，比較器的輸出端口與上升沿檢測(cè)電路相連接，三極管的發(fā)射極連接 有輸出電壓過(guò)壓檢測(cè)電路，電流鏡連接有線壓過(guò)壓檢測(cè)電路,偏置電路上 設(shè)有一開(kāi)關(guān)管，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，三個(gè)開(kāi)關(guān)管連接于同 一時(shí)序控制電路。電流電壓轉(zhuǎn)換模塊由一電容、 一電阻、第一三極管和第二三極管組成， 第一三極管的集電極和基極相連接，發(fā)射極與電阻的一端相連接，電阻的 另一端接地，第二三極管的基極與第一三極管的基極相連接，發(fā)射極與電 容的一端相連接，電容的另一端接地。時(shí)序控制電路由一個(gè)比較器、兩個(gè)反相器和一個(gè)與非門(mén)組成，時(shí)序控 制電路有4個(gè)端口， 一端口與偏置電路的開(kāi)關(guān)管的柵端相連接、 一端口與 電流電壓轉(zhuǎn)換模塊的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的柵端相連接， 一端口與三極管的發(fā)射極 相連接， 一端口與功率開(kāi)關(guān)管的柵端相連接。本發(fā)明提供的AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電路的偏置 電路和電流電壓保護(hù)模塊中連接有3個(gè)開(kāi)關(guān)管，3個(gè)開(kāi)關(guān)管連接于同一時(shí) 序控制電路，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)開(kāi)關(guān)管漏端電壓的檢測(cè)，而且當(dāng)不進(jìn)行電壓檢 測(cè)時(shí)，還可以對(duì)母線輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)。本發(fā)明的檢測(cè)電路中的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉， 能耗小。


圖1為現(xiàn)有AC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管電壓檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為時(shí)序控制電路的電路框圖；圖4為本發(fā)明檢測(cè)電路仿真結(jié)果波形圖；圖5為本發(fā)明電壓檢測(cè)電路制成芯片后的測(cè)試波形。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示， 一種AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè) 電路，包括一三極管2,三極管2的基極連接有偏置電路4，集電極連接 有電流鏡3，電流鏡3的輸出端口與電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5相連接，電流電 壓轉(zhuǎn)換模塊5的輸出端口與一比較器6相連接，比較器6的輸出端口與上 升沿檢測(cè)電路7相連接，三極管2的發(fā)射極連接有輸出電壓過(guò)壓檢測(cè)電路 9，電流鏡連接有線壓過(guò)壓檢測(cè)電路8，偏置電路4上設(shè)有一開(kāi)關(guān)管Mo， 電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5設(shè)有開(kāi)關(guān)管Mi開(kāi)和開(kāi)關(guān)管M2，三個(gè)開(kāi)關(guān)管連接于同 一時(shí)序控制電路1。偏置電路4由一個(gè)電流源和一個(gè)二極管連接組成，其中三極管2的基 極連接于電流源和二極管之間，開(kāi)關(guān)管M。的漏端與三極管2的基極相連 接，柵端與時(shí)序控制電路1的VB—Cl輸出端相連接，源端接地。輸出電壓過(guò)壓檢測(cè)電路9由一個(gè)基準(zhǔn)電壓源和一個(gè)比較器組成，比較 器的負(fù)極與基準(zhǔn)電壓源相連接，正極與三極管2的發(fā)射極相連接。線壓過(guò)壓檢測(cè)電路8由一個(gè)電流源和一個(gè)比較器組成，比較器的負(fù)極 與電流源相連接，正極與電流鏡3相連接。號(hào)與控制芯片25中的其它模塊連接，以檢測(cè)線壓和輸出電壓是否超過(guò)預(yù) 設(shè)值。電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5由一電容Cp、 一屯阻Rn、第一三級(jí)管Qn和第二 三極管Qp組成，第一三極管QN的集電極和基極相連接，發(fā)射極與電阻 Rn的一端相連接，電阻RN另一端接地，第二三極管Qp極與第一三極管 Qn的基極相連接，發(fā)射極與電容Cp的一端相連接，電容Cp的另 一端接地。 其中電容Qp和電阻RN的非接地端連接于比較器6的正負(fù)端，第一三極管 QN的集電極與電流鏡4相連接。開(kāi)關(guān)管Mi開(kāi)和開(kāi)關(guān)管M2漏端分別連接于電阻RN和電容CP的非接地 端，開(kāi)關(guān)管M,開(kāi)和開(kāi)關(guān)管M2的柵端連接于時(shí)序控制電路1的VB一C2輸 出端相連4妻。比較器6的信號(hào)輸出端與上升沿檢測(cè)電路7的輸入端相連接。 時(shí)序控制電路1由一個(gè)比較器11，反相器12、反相器13和一個(gè)與非 門(mén)14組成。時(shí)序控制電路1有4個(gè)端口，其中一端口與開(kāi)關(guān)管Mo的柵端相連接、 一端口與開(kāi)關(guān)管M,開(kāi)和開(kāi)關(guān)管M2的4冊(cè)端相連4妄， 一端口與三極 管2的發(fā)射極相連接， 一端口與功率開(kāi)關(guān)管24的柵端相連接。當(dāng)整個(gè)電路應(yīng)用于AC/DC轉(zhuǎn)換器中時(shí)，三極管2的發(fā)射極與AC/DC 轉(zhuǎn)換器中變壓器22的輔助助繞阻L2經(jīng)電阻&和電阻R2分壓后的端口相 連，上升沿檢測(cè)電路7的輸出端與控制器25的其它電路模塊連接共同控制 功率開(kāi)關(guān)管24。由于開(kāi)關(guān)管漏端電壓VD與變壓器22的輔助助繞阻L2經(jīng)電阻&和電 阻R2分壓后的電壓波谷相同，從電阻和電阻R2分壓的端口輸入一電壓， 電壓檢測(cè)電路就能精確檢測(cè)到開(kāi)關(guān)管漏端電壓Vd的波谷位置，并輸出控 制信號(hào)與控制芯片25的其它模塊共同控制功率開(kāi)關(guān)管24的導(dǎo)通，當(dāng)功率 開(kāi)關(guān)管24導(dǎo)通后，由于波谷位置只占輸入電壓周期的一小部分，在周期 的其余部分，該電壓檢測(cè)電路還能提供輸出電壓和線壓的過(guò)壓檢測(cè)。上述實(shí)施例的AC/DC轉(zhuǎn)換器中開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電路工作原理如下1. 當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管24導(dǎo)通時(shí)，時(shí)序控制電路1生成VB_C1=0,使開(kāi)關(guān) 管Mo斷開(kāi)，則偏置電路4工作；時(shí)序控制電路1生成VB_C2=1，則M" M2導(dǎo)通，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5不工作。當(dāng)Vin》lREF一uNER!Np/NB (其中，為變壓器22輔助繞組L2的分壓電阻，Np與NB為變壓器22的初級(jí)繞 組L1和輔助繞組L2的線圈匝數(shù))時(shí)，LINE—OVP=l,表明線壓超過(guò)預(yù)設(shè) 值。通過(guò)改變R1的值，可以改變預(yù)設(shè)值的大小。2. 功率開(kāi)關(guān)管24關(guān)斷并且諧振未開(kāi)始時(shí)，時(shí)序控制模塊1生成 VB_C1=1，開(kāi)關(guān)管Mo導(dǎo)通，則偏置電路4不工作；時(shí)序控制電路1生成 VB—C2=l,開(kāi)關(guān)管Mp M2導(dǎo)通，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5不工作。當(dāng)Vout > [Vref_load(Ri+R2) Ns/R2 NB]-VF時(shí)，(其中，R2為變壓器22輔助繞 組L2的分壓電阻，Vp為二極管的正向壓降)時(shí)，LINE—OVP= 1,表明 輸出電壓超過(guò)預(yù)設(shè)值。通過(guò)改變與R2的值，可以調(diào)整預(yù)設(shè)值的大小。3. 功率開(kāi)關(guān)管24關(guān)斷并且諧振時(shí)，時(shí)序控制電路1生成VB_C1=1， 開(kāi)關(guān)管M。導(dǎo)通，則偏置電路4不工作；時(shí)序控制電路1生成VB—C2=0, 開(kāi)關(guān)管Mp M2斷開(kāi)，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊5工作。上升沿檢測(cè)電路7的輸出信號(hào)VALLEY《更反映了功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓的波谷位置。對(duì)上述實(shí)施例的電壓檢測(cè)電路進(jìn)行仿真，在輔助繞組L2加載如圖4(a) 所示的波形，上升沿才企測(cè)電路7輸出了如圖4(d)所示的波形，從圖4(a)和 圖4(d)中可以得出，上升沿檢測(cè)電路7輸出的脈沖與加載輔助繞組L2上 的電壓波谷對(duì)應(yīng)，準(zhǔn)確地反映了電壓波谷的位置。圖4(b)和圖4(c)分別為 輸出端電壓過(guò)壓檢測(cè)電路9輸出端的電壓波形和線壓過(guò)壓檢測(cè)電路8輸出 端的電壓波形，從圖可以看出，當(dāng)Vout和Vin超過(guò)預(yù)i殳值時(shí)，LINE_OVP 及LOADOVP = 1 。將上述實(shí)施例的檢測(cè)電路制成芯片后，并且在三極管2的發(fā)射極上加 載正弦波，測(cè)試所得波形如圖5所示，上升沿檢測(cè)電路7的輸出脈沖與加 載正弦波的波谷重合，同樣說(shuō)明該電路能準(zhǔn)確地檢測(cè)出功率開(kāi)關(guān)管24漏 端電壓波谷的位置。上述實(shí)施例中其中Vin表示轉(zhuǎn)換器的輸入電壓、Vout表示轉(zhuǎn)換器的輸出電壓、iREFLiNE表示線壓過(guò)壓檢測(cè)電路8中電流源的電流強(qiáng)度、Vd表示 功率開(kāi)關(guān)管24漏端電壓、VREFU)AD表示輸出電壓過(guò)壓保護(hù)電路9中的電壓源的電壓。LINE一OVP和LOAD一OVP表示線壓過(guò)壓4企測(cè)電路8和輸出 電壓過(guò)壓保護(hù)電路9中比較器輸出的信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電路，包括一三極管(2)，三極管(2)的基極連接有偏置電路(4)，集電極連接有電流鏡(3)，電流鏡(3)的輸出端口與電流電壓轉(zhuǎn)換模塊(5)相連接，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊(5)的輸出端口與一比較器(6)相連接，比較器(6)的輸出端口與上升沿檢測(cè)電路(7)相連接，其特征在于三極管(2)的發(fā)射極連接有輸出電壓過(guò)壓檢測(cè)電路(9)，電流鏡(3)連接有線壓過(guò)壓檢測(cè)電路(8)，偏置電路上設(shè)有一開(kāi)關(guān)管(M0)，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊(5)設(shè)有兩個(gè)開(kāi)關(guān)管(M1，M2)，三個(gè)開(kāi)關(guān)管(M0，M1，M2)連接于同一時(shí)序控制電路(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè) 電路，其特征在于所述的電流電壓轉(zhuǎn)換模塊(5)由一電容(Cp)、 一電 阻(RN)、第一三極管(Qn)和第二三極管(Qp)組成，第一三極管(Qn) 的集電極和基極相連接，發(fā)射極與電阻(RN)的一端相連接，電阻(RN) 的另 一端接地，第二三極管(Qp)基極與第一三極管(Qn )的基極相連接， 發(fā)射極與電容(CP)的一端相連接，電容(CP)的另一端接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè) 電路，其特征在于所述的時(shí)序控制電路(l)由一個(gè)比較器(ll)、兩個(gè) 反相器(12、 13)和一個(gè)與非門(mén)(14)組成，時(shí)序控制電路(1)有4個(gè) 端口，其中一端口與偏置電路(4)中的開(kāi)關(guān)管(Mo)的柵端相連接、一 端口與電流電壓轉(zhuǎn)換模塊(5)中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管(M,、 M2)的柵端相連接， 一端口與三極管(2)的發(fā)射極相連接， 一端口與功率開(kāi)關(guān)管(24)的柵 端相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種AC/DC轉(zhuǎn)換器中功率開(kāi)關(guān)管漏端電壓檢測(cè)電路，包括一三極管，三極管的基極連接有偏置電路，集電極連接有電流鏡，電流鏡的輸出端口與電流電壓轉(zhuǎn)換模塊相連接，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與一比較器相連接，比較器的輸出端口與上升沿檢測(cè)電路相連接，三極管的發(fā)射極連接有輸出電壓過(guò)壓檢測(cè)電路，電流鏡連接有線壓過(guò)壓檢測(cè)電路，偏置電路上設(shè)有一開(kāi)關(guān)管，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，三個(gè)開(kāi)關(guān)管連接于同一時(shí)序控制電路。本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)開(kāi)關(guān)管漏端電壓的檢測(cè)，而且當(dāng)不進(jìn)行電壓檢測(cè)時(shí)，還可以對(duì)母線輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101236218SQ200810059870
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者丁扣寶, 何杞鑫, 張偉東 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)