控制器、控制方法、半桥反激变换器、芯片及电子设备与流程

本技术涉及开关变换器，尤其涉及一种控制器、控制方法、半桥反激变换器、芯片及电子设备。

背景技术：

1、随着电子电力的迅猛发展，开关变换器的应用越来越广泛。尤其是，不对称半桥反激变换器的拓扑由于具有软开关的特点，使不对称半桥反激变换器成为了开关变换器高效率应用场合的研究热点之一。

2、相关技术中，不对称半桥反激变换器包括：励磁电感、初级控制器和主开关管。由于初级控制器难以精确控制励磁电感的负电流，或者励磁电感的负电流值较小，导致主开关管无法实现零电压开通。从而，不对称半桥反激变换器的损耗较大，使不对称半桥反激变换器的效率较低。

技术实现思路

1、本技术提供一种控制器、控制方法、半桥反激变换器、芯片及电子设备，能够使主开关管实现零电压开通，减小损耗，提高效率。

2、第一方面，本技术提供一种控制器，该控制器应用于半桥反激变换器中，半桥反激变换器包括：第一初级开关管、第二初级开关管和次级开关管。该控制器包括：初级控制电路、隔离通信电路和次级控制电路。

3、初级控制电路的第一端与第一初级开关管的控制端电连接，初级控制电路的第二端与第二初级开关管的控制端电连接，初级控制电路的第三端通过隔离通信电路与次级控制电路的第一端电连接，次级控制电路的第二端与次级开关管的控制端电连接，次级控制电路的第三端与次级开关管第一端电连接。

4、次级控制电路，用于半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电流过零后，且第二初级开关管关断时，根据预设条件，控制次级开关管开通预设时长，预设时长用于确定励磁电感的负电流值。

5、次级控制电路，还用于经过预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号，第一信号用于开通所述第一初级开关管。

6、通过第一方面提供的控制器，在半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电流过零后，且第二初级开关管关断时，次级控制电路可以根据预设条件，控制次级开关管开通预设时长，这样，经过预设时长后，次级控制电路可以通过隔离通信电路向初级控制电路传输用于开通第一初级开关管的第一信号，使初级控制电路能够开通第一初级开关管。由于预设时长用于确定励磁电感的负电流值，使励磁电感的负电流可控。因此，在励磁电感的负电流值的作用下，第一初级开关管可以实现零电压开通，使半桥反激变换器产生的损耗较小。从而，能够提高半桥反激变换器的效率。

7、在一种可能的设计中，预设时长包括：第一预设时长。

8、次级控制电路，具体用于在预设条件为第一初级开关管和第二初级开关管处于互补开通的情况下，控制次级开关管开通第一预设时长，并经过第一预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号。

9、在一种可能的设计中，预设时长包括：第二预设时长。

10、次级控制电路，具体用于在预设条件为第一初级开关管和第二初级开关管处于非互补开通，且第一初级开关管从关断变为开通前的情况下，控制次级开关管开通第二预设时长，并经过第二预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号。

11、在一种可能的设计中，预设时长包括：第一预设时长和第二预设时长。

12、初级控制电路，还用于在第一初级开关管关断的期间，且半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电流过零时，控制第二初级开关管关断，并通过隔离通信电路向次级控制电路传输过零信号，过零信号用于表征励磁电感的电流过零。

13、次级控制电路，还用于在根据过零信号，确定第一初级开关管和第二初级开关管处于互补开通的情况下，控制次级开关管开通第一预设时长；或者，在根据过零信号，确定第一初级开关管和第二初级开关管处于非互补开通的情况下，当第一初级开关管从关断变为开通前，控制次级开关管开通第二预设时长。

14、在一种可能的设计中，预设时长与半桥反激变换器的输入电压和输出电压相关。

15、在一种可能的设计中，预设时长是根据如下公式一计算得到的：

16、tzvspulse＝k*vin/vout公式一

17、其中，tzvspulse为所述预设时长，vin为所述半桥反激变换器的输入电压，vout为所述半桥反激变换器的输出电压，k为系数。

18、在一种可能的设计中，预设时长是根据第一初级开关管是否为零电压开通确定的。

19、在一种可能的设计中，次级控制电路，具体用于当第一初级开关管在当前周期内开通时的平台电压低于第一初级开关管在前一周期内开通时的平台电压时，延长预设时长，以使第一初级开关管在当前周期内开通时的平台电压等于第一初级开关管在前一周期内开通时的平台电压。

20、在一种可能的设计中，初级控制电路包括：第一初级驱动电路、第二初级驱动电路、第一初级采样电路、第二初级采样电路和初级子控制电路。

21、第一初级驱动电路的输出端与第一初级开关管的控制端电连接，第一初级驱动电路的输入端与初级子控制电路的第一端电连接，第二初级驱动电路的输出端与第二初级开关管的控制端电连接，第二初级驱动电路的输入端与初级子控制电路的第二端电连接，第一初级采样电路的输入端与半桥反激变换器中的辅助绕组电连接，第一初级采样电路的输出端与初级子控制电路的第三端电连接，第二初级采样电路的输入端与半桥反激变换器中的电流采样电路电连接，第二初级采样电路的输出端与初级子控制电路的第四端电连接，初级子控制电路的第五端与隔离通信电路电连接。

22、第一初级采样电路，用于通过辅助绕组获取半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电压，根据励磁电感的电压计算得到励磁电感的电流过零时刻，并向初级子控制电路传输励磁电感的电流过零时刻。

23、初级子控制电路，用于在接收到励磁电感的电流过零时刻时，向第二初级驱动电路传输第一驱动信号，以关断第二初级开关管，并通过隔离通信电路向次级控制电路传输过零信号。

24、第二初级采样电路，用于通过电流采样电路获取半桥反激变换器中谐振电路的电流，根据谐振电路的电流，通过初级子控制电路向第一初级驱动电路传输第二驱动信号，以关断第一初级开关管。

25、在一种可能的设计中，次级控制电路包括：次级驱动电路、次级采样电路和次级子控制电路。

26、次级驱动电路的输出端与次级开关管的控制端电连接，次级驱动电路的输入端与次级子控制电路的第一端电连接，次级采样电路的输入端与次级开关管的第一端电连接，次级采样电路的输出端与次级子控制电路的第二端电连接，次级子控制电路的第三端与隔离通信电路电连接。

27、次级采样电路，用于通过次级开关管获取半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电压，根据励磁电感的电压计算得到励磁电感的电流过零时刻，并向次级子控制电路传输励磁电感的电流过零时刻。

28、次级子控制电路，用于根据励磁电感的电流过零时刻，通过隔离通信电路向初级控制电路传输关断信号，并向次级驱动电路传输第三驱动信号，以使次级开关管开通，关断信号用于关断第二初级开关管。

29、在一种可能的设计中，次级采样电路，用于通过次级开关管获取半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电压，根据励磁电感的电压计算得到励磁电感的电流过零时刻，并向次级子控制电路传输励磁电感的电流过零时刻。

30、次级子控制电路，用于根据励磁电感的电流过零时刻，通过隔离通信电路向初级控制电路传输关断信号，并在第一初级开关管从关断变为开通前，向次级驱动电路传输第三驱动信号，以使次级开关管开通，关断信号用于关断第二初级开关管。

31、第二方面，本技术提供一种控制方法，该方法应用于上述第一方面以及上述第一方面的各可能的设计中的控制器。该方法包括：

32、次级控制电路在半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电流过零后，且第二初级开关管关断时，根据预设条件，控制次级开关管开通预设时长，预设时长用于确定励磁电感的负电流值。

33、次级控制电路经过预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号，第一信号用于开通第一初级开关管。

34、在一种可能的设计中，预设时长包括：第一预设时长。

35、次级控制电路在预设条件为第一初级开关管和第二初级开关管处于互补开通的情况下，控制次级开关管开通第一预设时长，并经过第一预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号。

36、在一种可能的设计中，预设时长包括：第二预设时长。

37、次级控制电路在预设条件为第一初级开关管和第二初级开关管处于非互补开通，且第一初级开关管从关断变为开通前的情况下，控制次级开关管开通第二预设时长，并经过第二预设时长后，通过隔离通信电路向初级控制电路传输第一信号。

38、在一种可能的设计中，预设时长包括：第一预设时长和第二预设时长。

39、初级控制电路在第一初级开关管关断的期间，且半桥反激变换器中变压器的励磁电感的电流过零时，控制第二初级开关管关断，并通过隔离通信电路向次级控制电路传输过零信号，过零信号用于表征励磁电感的电流过零。

40、次级控制电路在根据过零信号，确定第一初级开关管和第二初级开关管处于互补开通的情况下，控制次级开关管开通第一预设时长，或者，在根据过零信号，确定第一初级开关管和第二初级开关管非处于互补开通的情况下，当初级第一开关管从关断变为开通前，控制次级开关管开通第二预设时长。

41、上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的控制方法，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

42、第三方面，本技术提供一种半桥反激变换器，该半桥反激变换器包括：第一初级开关管、第二初级开关管、谐振电路、变压器、次级开关管、电流采样电路、负载输出电路和上述第一方面以及上述第一方面的各可能的设计中的控制器。

43、第一初级开关管的第一端用于接入输入电压，第一初级开关管的第二端与第二初级开关管的第一端电连接，第二初级开关管的第二端接地，谐振电路的第一端电连接于第一初级开关管的第二端与第二初级开关管的第一端之间，谐振电路的第二端与第一初级开关管的第一端或第二初级开关管的第二端电连接，谐振电路还与变压器的原边绕组电连接，负载输出电路与变压器的副边绕组电连接，次级开关管串联在负载输出电路中，电流采样电路与第二初级开关管的第二端电连接，或电流采样电路串联在谐振电路中。

44、初级控制电路的第一端与第一初级开关管的控制端电连接，初级控制电路的第二端与第二初级开关管的控制端电连接，初级控制电路的第四端与变压器的辅助绕组电连接，次级控制电路的第二端与次级开关管的控制端电连接，次级控制电路的第三端与次级开关管第一端电连接。

45、第四方面，本技术提供一种芯片，该芯片包括：上述第一方面以及上述第一方面的各可能的设计中的控制器，和/或，上述第三方面中的半桥反激变换器。

46、第五方面，本技术提供电子设备，该电子设备包括上述第四方面中的芯片。