一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置的制作方法

1.本发明涉及电源供电技术领域，尤其涉及一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置。


背景技术：

2.在常规flyback变换器、sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器中的功率开关管当工作在dcm模式或ccm模式时，功率开关管处于硬开关状态，开关损耗大，当工作在qr准谐振模式时，功率开关管可以在谐振谷底导通，当电源变换器输入电压较低时，谐振谷底电压接近或等于零电压，导通损耗很低，当电源变换器输入电压较高时，谐振谷底电压也就比较高，导通损耗也就比较高。
3.但是，在flyback变换器、sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器常用的控制ic中一般只能驱动单路功率开关管，不具备有源钳位的功能，虽然现在已有在flyback变换器具备有源钳位的控制ic，但电路复杂，价格较高，而且可供选择的型号也不多；而sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器还没有出现具备有源钳位功能的控制ic。


技术实现要素：

4.本发明提供一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置，解决了现有的电源变换器开关损耗高、电压应力高导致的转换效率低、存在安全隐患，以及有源钳位实现成本高、适应性差的技术问题。
5.为解决以上技术问题，本发明提供一种有源钳位控制电路，包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；所述同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，用于实时检测电源变换器的同步整流状态，并输出同步整流控制信号；所述信号同步模块的同相输入端与所述同步整流模块连接，用于根据接收到的同步整流控制信号同步输出钳位控制信号；所述信号隔离模块的输入端与所述信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接，用于将钳位控制信号进行电气隔离后传输到所述钳位模块。
6.本基础方案基于现有的有源钳位控制电路，针对性的设置依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块，实时检测电源变换器的同步整流状态，进而在控制钳位模块执行电压钳位，以实现有源钳位，一方面配合电源变换器的功率开关管实现零电压开关，降低电路的开关损耗；另一方面钳位隔离变压器初级绕组（电源变换器）两端因漏电感而产生的尖峰电压，减小功率开关管的电压应力，降低功率开关管的损坏风险。
7.在进一步的实施方案中，所述同步整流模块包括同步整流控制器、同步整流管、第一电容、第一电阻；所述同步整流管的第一端与电源变换器的输出回路连接，所述同步整流管的控制
端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述同步整流控制器的检测输入端通过所述第一电阻与所述同步整流管的第一端连接，所述同步整流控制器的输出端还与所述信号同步模块连接，所述同步整流控制器的电源端vcc1通过所述第一电容与所述同步整流管的第二端连接。
8.本方案在电源变换器的输出回路连接接入同步整流管，利用其内置的寄生二极管实时检测是否存在脉冲电流，进而判断电源是否发生跳变；采用同步整流控制器进行跳变监测，并在检测到跳变时控制同步整流管导通或关断，同时输出同步整流控制信号进行钳位控制，电路检测精度高、反应灵敏。
9.所述信号同步模块包括栅极驱动器、第二电阻和第二电容，所述栅极驱动器至少具有同相输入端，所述同相输入端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述栅极驱动器还具有反相输入端，所述反相输入端接地；所述栅极驱动器的输出端依次通过第二电阻、第二电容与所述信号隔离模块的输入端连接；当所述栅极驱动器的同相输入端接收到来自所述同步整流控制器的正脉冲时，同步输出正脉冲信号作为钳位控制信号。
10.本方案将同步整流控制器的同步整流控制信号转换成高电压、高电流的钳位控制信号，以驱动钳位开关管，可以确保钳位开关管能够稳定地工作在开通状态或关闭状态。
11.在进一步的实施方案中，所述信号隔离模块包括驱动变压器，其原边绕组的同名端作为输入端与所述信号同步模块的输出端连接，其副边绕组作为输出端与所述钳位模块连接。本方案在钳位模块与信号同步模块之间串联驱动变压器，一方面可根据需求调整钳位控制信号的电压值，另一方面用于安全隔离，确保用户用电安全。
12.本发明提供一种电源变换器，包括上述的一种有源钳位控制电路；还包括隔离变压器、开关模块、钳位模块、滤波电容和主控制器，所述主控制器与所述开关模块的控制端连接；所述隔离变压器的初级绕组与电源正极输入端、开关模块、钳位模块连接；其次级绕组的一端作为输出端、还与所述滤波电容的正极连接，另一端与同步整流管的第一端连接；所述同步整流管的第二端与所述滤波电容的负极连接；所述钳位模块一端接入所述隔离变压器上初级绕组的输入端与电源输入端之间，控制端与信号隔离模块连接，用于根据钳位控制信号对所述隔离变压器上的初级绕组进行电压钳位。
13.在进一步的实施方案中，所述钳位模块的一端与电源正极输入端连接，另一端通过所述开关模块与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容；所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源正极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过所述开关模块与电源负极输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向所述充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组的电压钳位在预设值完成有源钳位。
14.在进一步的实施方案中，所述钳位模块的一端与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接，另一端与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容，所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源负极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组输入端的电压钳位在预设值完成有源钳位。
15.本方案在电源正极输入端与开关模块之间接入钳位开关管，或者设置并联在电源输入端上的钳位模块，建立有源钳位；利用充电电容的持续充电，将电压钳位在预设值（略高于输入电压加上输出电压乘以隔离变压器的初次级匝数比的数值位置），不仅可以实现零电压开关，降低功率开关管的关断损耗；还可以钳位变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，从而使功率开关管电压应力减小，降低功率开关管因耐压不足而损坏的风险；同时适配sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器，成本低廉。
16.在进一步的实施方案中，所述开关模块包括第一开关管和第四电阻，所述第一开关管的控制端与所述主控制器连接，所述第一开关管的第一端与所述钳位开关管的第二端、所述隔离变压器上初级绕组连接，所述第一开关管的第二端通过第四电阻与电源负极输入端连接。
17.在进一步的实施方案中，所述开关模块包括第一开关管、第四电阻和第三电容，所述第一开关管的控制端与所述主控制器连接，所述第一开关管的第一端与电源正极输入端连接、还通过所述第三电容与所述钳位开关管的第二端连接，所述第一开关管的第二端通过所述第四电阻与电源负极输入端连接；当所述主控制器向所述第一开关管的控制端输入高电平时，所述第一开关管导通，所述隔离变压器的初级绕组储能；当所述主控制器向所述第一开关管的控制端输入低电平时，所述第一开关管关断，所述隔离变压器的次级绕组储能。
18.本发明还提供一种储能装置，包括上述的电源变换器或上述的一种有源钳位控制电路。
附图说明
19.图1是本发明实施例1提供的一种有源钳位控制电路的结构框图；图2是本发明实施例2提供的一种电源变换器的硬件电路图；图3是本发明实施例3提供的一种电源变换器的硬件电路图；图4是本发明实施例2提供的工作波形图；其中：同步整流控制器u1，栅极驱动器u2，电源模块u3；驱动变压器t1，隔离变压器t2；同步整流管q1，钳位开关管q2，第一开关管q3；第一稳压管zd1，第二稳压管zd2；第一电阻r1~第六电阻r6；第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，第四电容c4，滤波电容c5，充电电容c6。
具体实施方式
20.下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
21.实施例1本发明实施例提供的一种有源钳位控制电路，如图1所示，在本实施例中，包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；还包括与同步整流模块、信号同步模块连接的电源模块u3；同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，用于实时检测电源变换器的同步整流状态，并输出同步整流控制信号；信号同步模块的同相输入端与同步整流模块连接，用于根据接收到的同步整流控制信号同步输出钳位控制信号；信号隔离模块的输入端与信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接，用于将钳位控制信号进行电气隔离后传输到钳位模块。
22.电源模块u3一端与电源变换器的输出回路连接，另一端与同步整流模块、信号同步模块连接，进行内部供电。
23.在本实施例中，同步整流模块包括同步整流控制器u1、同步整流管q1、第一电容c1、第一电阻r1；同步整流管q1的第一端与电源变换器的输出回路连接，第二端接地，控制端与同步整流控制器u1的输出端连接；同步整流控制器u1的检测输入端通过第一电阻r1与同步整流管q1的第一端连接，其输出端还与信号同步模块连接，电源端vcc1通过第一电容c1与同步整流管q1的第二端连接；当同步整流管q1上的寄生二极管流经从供地端流向漏极的脉冲电流时，寄生二极管导通，触发同步整流控制器u1输出同步整流控制信号并驱动同步整流管q1、信号同步模块。
24.在本实施例中，可根据需求设置同步整流管q1的类型，例如n沟道mos管、p沟道mos管，本实施例中以n沟道mos管为例进行说明，但实际使用过程中，还可以根据需求应用p沟道mos管。其中，当同步整流管q1选用n沟道mos管时，参见附图1，第一端为漏极、第二端为源极、控制端为栅极。
25.同步整流控制器u1为支持dcm、ccm、qr工作模式或者支持llc谐振工作模式的同步整流控制器，包括但不限于mp6901、mp6903、mp6908等具备类似功能的同步整流控制器。
26.本实施例在电源变换器的输出回路连接接入同步整流管q1，利用其内置的寄生二极管实时检测是否存在脉冲电流，进而判断电源是否发生跳变；采用同步整流控制器u1进行跳变监测，并在检测到跳变时控制同步整流管q1导通或关断，同时输出同步整流控制信号进行钳位控制，电路检测精度高、反应灵敏。
27.信号同步模块包括栅极驱动器u2、第二电阻r2和第二电容c2，栅极驱动器u2至少具有同相输入端，同相输入端与同步整流控制器u1的输出端连接；栅极驱动器u2还具有反相输入端，反相输入端接地；栅极驱动器u2的输出端依次通过第二电阻r2、第二电容c2与信号隔离模块的输入端连接；
当栅极驱动器u2的同相输入端接收到来自同步整流控制器u1的正脉冲时，同步输出正脉冲信号作为钳位控制信号。
28.其中，栅极驱动器u2包括但不限于uc27517、md18617、tc4427等具备类似功能的栅极驱动器。
29.本实施例将同步整流控制器u1的同步整流控制信号转换成高电压、高电流的钳位控制信号，以驱动钳位开关管q2，可以确保钳位开关管q2能够稳定地工作在开通状态或关闭状态。
30.在本实施例中，信号隔离模块包括驱动变压器t1，其原边绕组的同名端作为输入端与信号同步模块的输出端连接，其副边绕组作为输出端与钳位模块连接。本实施例在钳位模块与信号同步模块之间串联驱动变压器t1，一方面可根据需求调整钳位控制信号的电压值，另一方面用于安全隔离，确保用户用电安全。
31.在本实施例中，参见图2，电源模块u3包括第五电阻r5、第六电阻r6、第一稳压管zd1、第二稳压管zd2和第四电容c4；第一稳压管zd1的阴极通过第五电阻r5与隔离变压器t1的输出端连接，阳极与同步整流模块连接；第二稳压管zd2的阴极通过第六电阻r6与隔离变压器t1的输出端连接，阳极与信号同步模块连接。第四电容c4的一端与第二稳压管zd2的阳极连接，另一端接地。
32.以同步整流管q1选用n沟道mos管为例，本发明实施例的工作原理如下：当同步整流管q1上的寄生二极管流经从供地端流向漏极的脉冲电流时，寄生二极管导通，同步整流管q1漏极的相对于供地端由正跳转为负；此时同步整流控制器u1的检测输入端vd侦测到负跳变，输出端vg输出正脉冲驱动同步整流管q1导通；当流过同步整流管q1的电流降至很小或为零时，同步整流控制器u1的输出端输出脉冲将由正降为零，关断同步整流管q1；同时，同步整流控制器u1输出的输出脉冲还作为同步整流控制信号，输出到信号同步模块的同相输入端。由于栅极驱动器u2的同相输入端连接同步整流控制器u1的输出端vg，因此栅极驱动器u2输出端out的正脉冲与同步整流控制器u1的输出端vg的正脉冲是同步的，栅极驱动器u2输出端out的正脉冲经第二电阻r2、第二电容c2输出至驱动变压器t1的初级，在驱动变压器t1的次级输出端ga+/ga-将输出电压脉冲，进而驱动钳位开关管q2实现有源钳位功能。
33.本发明实施例基于现有的有源钳位控制电路，针对性的设置依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块，实时检测电源变换器的同步整流状态，进而在控制钳位模块执行电压钳位，以实现有源钳位，一方面配合电源变换器的功率开关管实现零电压开关，降低电路的开关损耗；另一方面钳位隔离变压器t2初级绕组（电源变换器）两端因漏电感而产生的尖峰电压，减小功率开关管的电压应力，降低功率开关管的损坏风险。
34.实施例2本发明提供一种电源变换器，参见图2，包括上述实施例1提供的一种有源钳位控制电路；还包括隔离变压器t2、开关模块、钳位模块、滤波电容c5和主控制器，主控制器与开关模块的控制端连接；隔离变压器t2的初级绕组与电源正极输入端vi+、开关模块、钳位模块连接；其次级绕组的一端作为输出端、还与滤波电容c5的正极连接，另一端与同步整流管q1的第一端
连接；同步整流管q1的第二端与滤波电容c5的负极连接；钳位模块一端接入隔离变压器t2上初级绕组的输入端与电源输入端之间，控制端与信号隔离模块连接，用于根据钳位控制信号对隔离变压器t2上的初级绕组进行电压钳位。
35.在本实施例中，钳位模块一端与电源正极输入端vi+连接，另一端通过开关模块与电源负极输入端vi-连接；钳位模块包括钳位开关管q2、第三电阻r3和充电电容c6：钳位开关管q2的控制端通第三电阻r3与信号隔离模块连接，第一端通过充电电容c6与电源正极输入端vi+连接，第二端通过开关模块与电源负极输入端vi-连接；当钳位开关管q2的控制端接收到钳位控制信号时，钳位开关管q2零电压导通，持续向充电电容c6充电将隔离变压器t2上初级绕组输入端的电压钳位在预设值完成有源钳位。
36.本实施例在电源正极输入端vi+与开关模块之间接入钳位开关管q2，建立有源钳位；利用充电电容c6的持续充电，将电压钳位在预设值（略高于输入电压加上输出电压乘以隔离变压器t2的初次级匝数比的数值位置），不仅可以实现零电压开关，降低功率开关管的关断损耗；还可以钳位变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，从而使功率开关管电压应力减小，降低功率开关管因耐压不足而损坏的风险；同时适配sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器，且成本低廉。
37.在本实施例中，开关模块包括第一开关管q3和第四电阻r4，第一开关管q3的控制端与主控制器连接，第一端与钳位开关管q1的第二端、隔离变压器t2上的初级绕组连接，第二端通过第四电阻r4与电源负极输入端vi-连接。
38.在本实施例中，可根据需求设置钳位开关管q2、第一开关管q3的类型，例如n沟道mos管、p沟道mos管，本实施例中以n沟道mos管为例进行说明，但实际使用过程中，还可以根据需求应用p沟道mos管。
39.参见图4，其中：vds_q3波形是第一开关管q3的漏-源极电压波形；ids_q3波形是第一开关管q3漏-源极流过的电流波形；gm波形是第一开关管q3的栅极驱动波形：vds_q1波形同步整流管q1的漏-源极电压波形：vg波形是同步整流管q1栅极驱动波形：out波形是栅极驱动器u2的输出波形：ga波形是钳位开关管q2的栅极驱动波形。
40.参见图4，以同步整流管q1、钳位开关管q2、第一开关管q3均选用n沟道mos管为例，本实施例的工作原理如下：当电源变换器工作时的某一时刻，gm端（即主控制器的输入信号）输入由低变高电平使第一开关管q3导通，隔离变压器t2初级绕组电流开始由负向正线性增大，隔离变压器t2开始储能。
41.当gm端输入由高变低电平的t1时刻，第一开关管q3关断，隔离变压器t2的初级绕组储能结束，储能开始转移至隔离变压器t2的次级绕组，隔离变压器t2的次级绕组感生电压经滤波电容c5使同步整流管q1体内寄生二极管导通，同步整流管q1的漏极相对于gnd端
将由正跳转为负。
42.同步整流控制器u1通过检测输入端vd侦测到这个负跳变时，在输出端vg输出正脉冲驱动同步整流管q1导通。此时，由于vg端输出正脉冲的上升沿有一定的斜率且栅极驱动器u2的同相输入端低电平和高电平阀值的作用，以及栅极驱动器u2内部电路固有的延时，因此栅极驱动器u2的输出端out将延迟一段时间至t2时刻输出由低变高；栅极驱动器u2的输出端out的正脉冲经驱动变压器t1后输出至ga+端驱动钳位开关管q2导通。
43.在t1时刻第一开关管q3关断后，第一开关管q3的漏-源极电压开始上升，当上升至输入电压加上输出电压乘以变压器t2的初次级匝数比的数值时，钳位开关管q2内的寄生二极管导通向充电电容c6充电，在t2时刻使钳位开关管q2导通，即钳位开关管q2的零电压开通。
44.随后，第一开关管q3的漏-源极电压继续向充电电容c6充电，由于充电电容c6容量大，其两端电压上升幅度不大，因此第一开关管q3的漏-源极电压被钳位在略高于输入电压加上输出电压乘以隔离变压器t2的初次级匝数比的数值位置，实现了有源钳位的功能，使得开关管q3的漏-源极电压应力降低。
45.当隔离变压器t2次级绕组的能量完全被滤波电容c5吸收和输出负载消耗完时，同步整流管q1的漏极相对于gnd端将由负值趋向变为零的t3时刻，同步整流控制器u1的输出端vg将由高电平翻转为低电平，栅极驱动器u2的输出端out也将由高电平翻转为低电平，使钳位开关管q2关断。
46.第一开关管q3的漏-源极电压vds开始快速下降至零的t4时刻，隔离变压器t2初级绕组的电流变为负值，第一开关管q3内的寄生二极管导通，第一开关管q3流过负向电流，此时gm端输入由低变高电平使第一开关管q3导通，实现第一开关管q3的零电压导通，降低了开关损耗。
47.第一开关管q3导通后，隔离变压器t2初级绕组电流再次开始由负向正线性增大，新的pwm开关周期又开始，周而复始稳定工作。
48.本发明实施例在电源变换器中集成实现有源钳位的控制电路，可实现电源变换器中功率开关管的零电压导通，开关损耗小，有效提高了电源变换器效率；同时，由于变压器漏感储能被吸收，开关器件的电压应力减小，提高了电源开关器件的工作可靠性。
49.实施例3本发明实施例提供的一种电源变换器，参见图3，本实施例与实施例2的不同之处在于钳位模块和开关模块。在本实施例中，钳位模块一端与隔离变压器t2上初级绕组的输入端连接，另一端与电源负极输入端vi-连接；钳位模块包括钳位开关管q2、第三电阻r3和充电电容c6：钳位开关管q2的控制端通第三电阻r3与信号隔离模块连接，第一端通过充电电容c6与电源负极输入端vi-连接，第二端通过与隔离变压器t2上初级绕组的输入端连接；当钳位开关管q2的控制端接收到钳位控制信号时，钳位开关管q2零电压导通，持续向充电电容c6充电将隔离变压器t2上初级绕组输入端的电压钳位在预设值完成有源钳位。
50.本实施例设置并联在电源输入端上的钳位模块，建立有源钳位；利用充电电容c6的持续充电，将电压钳位在预设值（略高于输入电压加上输出电压乘以隔离变压器t2的初
次级匝数比的数值位置），不仅可以实现零电压开关，降低功率开关管的关断损耗；还可以钳位变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，从而使功率开关管电压应力减小，降低功率开关管因耐压不足而损坏的风险；同时适配sepic变换器、flyback和sepic结构的单级pfc变换器等结构的电源变换器，成本低廉。
51.在本实施例中，开关模块包括第一开关管q3、第四电阻r4和第三电容c3，当第一开关管q3为n沟道mos管时：第一开关管q3的控制端与主控制器连接，第一端与电源正极输入端vi+连接、还通过第三电容c3与钳位开关管q2的第二端、隔离变压器t2上的初级绕组连接，第二端通过第四电阻r4与电源负极输入端vi-连接；当主控制器向第一开关管q3的控制端输入高电平时，第一开关管q3导通，隔离变压器t2的初级绕组储能；当主控制器向第一开关管q3的控制端输入低电平时，第一开关管q3关断，隔离变压器t2的次级绕组储能。
52.在本实施例中，可根据需求设置钳位开关管q2、第一开关管q3的类型，例如n沟道mos管、p沟道mos管，本实施例中以n沟道mos管为例进行说明，但实际使用过程中，还可以根据需求应用p沟道mos管。
53.其中，当钳位开关管q2、第一开关管q3选用n沟道mos管时，参见附图3，第一端为漏极、第二端为源极、控制端为栅极。
54.实施例4本发明还提供一种储能装置，包括上述的电源变换器或上述的一种有源钳位控制电路。
55.本实施例保护实施例1~实施例3中任意一种模块单独做成的设备。
56.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种有源钳位控制电路，其特征在于：包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；所述同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，用于实时检测电源变换器的同步整流状态，并输出同步整流控制信号；所述信号同步模块的同相输入端与所述同步整流模块连接，用于根据接收到的同步整流控制信号后同步输出钳位控制信号；所述信号隔离模块的输入端与所述信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接，用于将钳位控制信号进行电气隔离后传输到所述钳位模块。2.如权利要求1所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述同步整流模块包括同步整流控制器、同步整流管、第一电容、第一电阻；所述同步整流管的第一端与电源变换器的输出回路连接，所述同步整流管的控制端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述同步整流控制器的检测输入端通过所述第一电阻与所述同步整流管的第一端连接，所述同步整流控制器的输出端还与所述信号同步模块连接，所述同步整流控制器的电源端vcc1通过所述第一电容与所述同步整流管的第二端连接。3.如权利要求2所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述信号同步模块包括栅极驱动器、第二电阻和第二电容，所述栅极驱动器至少具有同相输入端，所述同相输入端与所述同步整流控制器的输出端连接；所述栅极驱动器还具有反相输入端，所述反相输入端接地；所述栅极驱动器的输出端依次通过第二电阻、第二电容与所述信号隔离模块的输入端连接；当所述栅极驱动器的同相输入端接收到来自所述同步整流控制器的正脉冲时，同步输出正脉冲信号作为钳位控制信号。4.如权利要求1所述的一种有源钳位控制电路，其特征在于：所述信号隔离模块包括驱动变压器，其原边绕组的同名端作为输入端与所述信号同步模块的输出端连接，其副边绕组作为输出端与所述钳位模块连接。5.一种电源变换器，其特征在于，包括如权利要求1~4中任一项所述的一种有源钳位控制电路；还包括隔离变压器、开关模块、钳位模块、滤波电容和主控制器，所述主控制器与所述开关模块的控制端连接；所述隔离变压器的初级绕组与电源正极输入端、开关模块、钳位模块连接；其次级绕组的一端作为输出端、还与所述滤波电容的正极连接，另一端与同步整流管的第一端连接；所述同步整流管的第二端与所述滤波电容的负极连接；所述钳位模块一端接入所述隔离变压器上初级绕组的输入端与电源输入端之间，控制端与信号隔离模块连接，用于根据钳位控制信号对所述隔离变压器上的初级绕组进行电压钳位。6.如权利要求5所述的一种电源变换器，其特征在于，所述钳位模块的一端与电源正极输入端连接，另一端通过所述开关模块与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容；所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源正极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过所述开
关模块与电源负极输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向所述充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组的电压钳位在预设值完成有源钳位。7.如权利要求5所述的一种电源变换器，其特征在于，所述钳位模块的一端与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接，另一端与电源负极输入端连接；所述钳位模块包括钳位开关管、第三电阻和充电电容；所述钳位开关管的控制端通所述第三电阻与所述信号隔离模块连接，所述钳位开关管的第一端通过所述充电电容与电源负极输入端连接，所述钳位开关管的第二端通过与所述隔离变压器上初级绕组的输入端连接；当所述钳位开关管的控制端接收到钳位控制信号时，所述钳位开关管零电压导通，持续向充电电容充电将所述隔离变压器上初级绕组输入端的电压钳位在预设值完成有源钳位。8.如权利要求6所述的一种电源变换器，其特征在于，所述开关模块包括第一开关管和第四电阻，所述第一开关管的控制端与所述主控制器连接，所述第一开关管的第一端与所述钳位开关管的第二端、所述隔离变压器上初级绕组连接，所述第一开关管的第二端通过第四电阻与电源负极输入端连接。9.如权利要求7所述的一种电源变换器，其特征在于，所述开关模块包括第一开关管、第四电阻和第三电容，所述第一开关管的控制端与所述主控制器连接，所述第一开关管的第一端与电源正极输入端连接、还通过所述第三电容与所述钳位开关管的第二端连接，所述第一开关管的第二端通过所述第四电阻与电源负极输入端连接；当所述主控制器向所述第一开关管的控制端输入高电平时，所述第一开关管导通，所述隔离变压器的初级绕组储能；当所述主控制器向所述第一开关管的控制端输入低电平时，所述第一开关管关断，所述隔离变压器的次级绕组储能。10.一种储能装置，其特征在于：包括如权利要求5~9中任一项权利要求所述的电源变换器或如权利要求1~4中任一项所述的一种有源钳位控制电路。

技术总结
本发明涉及电源供电技术领域，提供一种有源钳位控制电路、电源变换器及储能装置，包括依次连接的同步整流模块、信号同步模块、信号隔离模块；同步整流模块串联电源变换器的输出回路上，信号同步模块的同相输入端与同步整流模块连接，信号隔离模块的输入端与信号同步模块连接，输出端与钳位模块的控制端连接；本发明通过实时检测电源变换器的同步整流状态，进而控制钳位模块执行电压钳位，以实现有源钳位，一方面配合电源变换器的功率开关管实现零电压开关，降低电路的开关损耗；另一方面钳位隔离变压器初级绕组两端因漏电感而产生的尖峰电压，减小功率开关管的电压应力，降低功率开关管的损坏风险。开关管的损坏风险。开关管的损坏风险。


技术研发人员：汤能文 何耀麟 鲁忠渝
受保护的技术使用者：天宝电子（惠州）有限公司 达州市天宝锦湖电子有限公司
技术研发日：2023.08.25
技术公布日：2023/9/22