這里分析一個關于不對稱半橋反激變換器的專利，這個專利主要是關于解決一個諧振電流尖峰的問題。

一.傳統(tǒng)反激變換器的拓撲問題說明

圖1 傳統(tǒng)反激變換器說明—缺點

傳統(tǒng)反激變換器雖然器件少，控制簡單，但是原邊控制開關為硬開關，漏感能量也無法回收，導致?lián)p耗較大，限制了功率密度提升。

圖2 不對稱半橋反激的優(yōu)勢

不對稱半橋反激的拓撲結構就可以解決傳統(tǒng)反激的缺點，如它可以實現(xiàn)較低的電壓應力，同時可以利用漏感的能量來實現(xiàn)開關的零電壓開通，實現(xiàn)漏感能量的回收和高效率。

二.不對稱半橋反激變換器的典型問題

圖3 不對稱半橋反激的典型問題—尖峰電流

當不對稱半橋處在穩(wěn)態(tài)時，諧振電容的電壓，很容易由拓撲結構，如圖3可知，為N*Vo，N為原副邊繞組比。但是在瞬態(tài)時Cr上的電壓變化較大，典型的瞬態(tài)如輸出短路等。當瞬態(tài)時Cr上的電壓變化較大，因此在第一開關Q1開通時產生大的尖峰電流，這是這個專利產生的背景。

圖4 專利基本說明

圖示不對稱半橋反激變換器主要由，諧振電感Lm，諧振電容Cr，變壓器TR,開關半橋等組成。通過采樣單元對諧振回路電流進行采樣，輸入給控制電路。

當諧振回路電流超過預定值時，控制電路提前關斷第二開關管，也就是電路中的Q2.這個專利主要用以檢測Q2導通期間出現(xiàn)大電流的時刻，進而提前關斷第二開關管Q2,有效抑制輸出負載突變導致的大電流尖峰這個問題。

三．不對稱半橋反激變換器的基本說明

圖5 兩種不同的不對稱半橋反激拓撲說明

圖6 主開關在Q1接地的拓撲

圖7 主開關Q1不接地的拓撲

圖8 不對稱半橋反激工作原理—半橋開關結電容

圖9 諧振電路說明—諧振電感和諧振電容

由圖5-9說明可知，諧振電路由諧振電感Lm和諧振電容Cr，變壓器原邊Np組成，諧振電路和第二開關Q2構成諧振回路，不管主開關是接地還是不接地的情況都是這樣。

圖10 控制電路原理說明

圖11 控制電路原理說明

根據(jù)采樣電路的諧振回路采樣信號，基于采樣信號決定開關Q1的關斷時刻，同時，基于諧振回路電流參數(shù)決定Q2提前關斷的時刻，Q1和Q2是分時導通，由于Q2是提前關斷，因此不能完全算作互補模式工作。當諧振電流超過預定值后，基于采樣值可以提前關斷Q2，避免尖峰電流發(fā)生。

四．各種諧振電流值的采樣說明

圖12 各種對諧振電流采樣的方法

在專利說明中，提出了對諧振電流的各種采樣方法，如圖12所示，直接采樣諧振電容Cr的電流，或者采樣諧振電容Cr的電壓變化率，或者采樣諧振電感的電流，或者采樣諧振電感的電壓變化率等，各種采樣方式，都可以得到諧振電流的信息，從而可以判斷諧振回路出現(xiàn)大電流尖峰的時刻，從而提前關斷第二開關管Q2.

圖13 第一開關管的關斷時刻說明1

圖14 第一開關管關斷時刻說明2

通過圖13，圖14的說明可知，對于采樣信號可以作為常規(guī)的峰值電流模式控制所需要的電流信號，從而決定主開關Q1的關斷時刻。同時在Q2導通期間，諧振電流為負值，所以判定閾值關斷Q2時是小于此閾值。

圖15 通過采樣電阻采樣諧振電流

圖16 通過采樣電阻采樣諧振電流的說明

圖17 電阻采樣諧振電流的說明

在圖15，16，17中，首要的一種采樣諧振電流的一種方法，就是通過和諧振電容串聯(lián)的電阻去采樣，這種方式最直接，但是電流大時，會產生一定的損耗。

圖18 采樣諧振電容電流的分流信號

圖19 采樣諧振電流分流信號的原理圖

圖20 諧振電容電流分流采樣—比例采樣

圖21 諧振電流分流信號采樣說明—損耗小

從圖19中看，新增加的C和R支路，和諧振電容支路是并聯(lián)的，所以流過采樣支路的電流信號在電阻上產生的壓降和諧振電流成正比例（其它參數(shù)已知），通過這種方式，可以以較小的損耗去采樣諧振電流信號。

圖22 諧振電容電壓變化量采樣—濾波采樣

圖23 諧振電容電壓變化量采樣

圖24 諧振電容電壓差采樣方式

圖25 諧振電容電壓變化量采樣說明—電壓變化差值

在圖23中，通過采樣Rf上兩端的電壓，就可以得到諧振電容的瞬時值和平均值之間的差值，因此可以判斷諧振電容電壓偏離穩(wěn)態(tài)值多少，從而得知諧振電容放電較多，從而導致了大電流。

圖26 基于電容電壓的變化率采樣

圖27 基于電容電壓變化率采樣—一定時間長度的電壓變化

圖28 基于電容電壓變化率采樣—不同時刻采樣計算2

基于圖26，27，28對諧振電容的電壓變化率進行采樣，也就是說，在其中一個時刻t1采樣諧振電壓Cr，在另一個時刻t2采樣諧振電壓Cr，則通過運算即可得到Cr的電壓變換率，從而判定諧振電容放電足夠，而導致諧振電流過大，則提前實施關斷Q2開關。

其它的方面，如專利中提到的電感電流采樣方式等，這里由于篇幅所限不做太多分析和探討。

總結：分析不對稱半橋反激變換器改善瞬態(tài)開通尖峰電流的方法，作為典型專利的分析參考。