[0043] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0044] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0045] 实施例1
[0046] 参见图6，所述有源箝位反激谐振变换器包括：
[0047] 原边主开关Q1、谐振电感Lr和变压器T原边绕组Wp构成的输入端口，接收输入直流电压；原边主开关Q1的漏极接直流输入电压源的正端，原边主开关Q1的源极接谐振电感Lr的一端，谐振电感Lr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的同名端，变压器T的原边绕组Wp的异名端接直流输入电压源的负端，原边主开关Q1的门极接收驱动信号VG1；图中所示的变压器模型还包括变压器T的励磁电感Lm。
[0048] 副边整流管Q3和输出电容Co构成的输出电路，与变压器T的副边绕组Ws耦接，经Co的两端构成输出端口提供能量给直流负载；副边整流管Q3的源极接变压器T的副边绕组Ws的异名端，副边整流管Q3的漏极接输出电容Co的正端，输出电容Co的负端接变压器T的副边绕组Ws的同名端。
[0049] 箝位电路，箝位电路包括辅助开关Q2，箝位电容Cr，以及一个采样电阻Rs。辅助开关Q2与采样电阻Rs和箝位电容Cr依次串联组成辅助支路，辅助支路并联在变压器T的原边绕组Wp两端。辅助开关Q2的漏极接原边主开关Q1的源极，辅助开关Q2的源极接采样电阻Rs的一端，采样电阻Rs的另一端接箝位电容Cr的一端及参考地，箝位电容Cr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的异名端，辅助开关Q2的门极接收驱动信号VG2，采样电阻Rs采集流过箝位电路的电流信息，产生电流采样信号Vcs。
[0050] 励磁电流模拟电路，励磁电流模拟电路由辅助电阻Ra和辅助电容Ca构成；辅助电阻Ra与辅助电容Ca、采样电阻Rs串联之后与变压器T的辅助绕组Wa并联，其中，辅助电阻Ra的一端接变压器T的辅助绕组Wa的同名端，变压器T的辅助绕组Wa的异名端接参考地。辅助绕组Wa通过辅助电阻Ra和采样电阻Rs对辅助电容Ca充放电，在辅助电容Ca两端产生励磁电流模拟信号Vca。
[0051] 控制电路101，控制电路101的GND引脚接参考地，ZCD引脚接收变压器T的辅助绕组Wa的同名端输出的励磁电流过零检测信号ZCD，Va引脚接收辅助电阻Ra与辅助电容Ca连接点输出的电流合成信号Va，即，Va＝Vcs+Vca，VFB_Vo引脚接收反映副边输出电压的反馈信号VFB_Vo，输出驱动信号VG1和VG2。
[0052] 本实施例中，采样电阻Rs采集的是流过辅助开关Q2的电流ic，
[0053] is＝n(ic+iLm) (3)
[0054] 其中，n为变压器原副边匝比。可见，采样电阻Rs的两端电压信号，即电流采样信号Vcs中包含了副边整流管电流is信息，但同时也包含了励磁电流iLm信息。因此，如果想在原边侧获得准确的副边电流信息，必须设法产生一个与励磁电流iLm相同的信号。本发明中的励磁电流模拟电路起到了模拟励磁电流的作用。
[0055] 参照图7所示图6本发明装置的在非互补控制模式时的主要波形对辅助电容Ca两端产生的励磁电流模拟信号Vca进行分析：
[0056] 假设变换器的工作频率是fs，则辅助电容Cca的阻抗为：
[0057]
[0058] 只要选取合适的Ra和Ca值使得Zca远小于辅助电阻Ra的阻抗，则流过辅助电阻Ra和辅助电容Ca构成的RC支路的电流ia为：
[0059]
[0060] 进一步可以得到辅助电容Ca两端的电压：
[0061]
[0062] 假设变压器T的电感量为Lm，励磁电流iLm的表达式：
[0063]
[0064] 其中Vm是变压器原边绕组两端电压，ILm_dc为励磁电流的直流偏置。对比式(6)和式(7)可以发现，Vca和im的交流部分iLm_ac成线性的比例关系。进一步，励磁电流im在一次侧电流采样电阻Rs两端感应的电压Vcs为‑iLm·Rs。由于Rs值远小于Ra，只要Ra和Ca的取值满足Ra·Ca≈Lm/Rs，则辅助电容Ca两端产生的励磁电流模拟信号Vca和一次侧电流采样信号Vcs叠加产生的电流合成信号Va中可消除励磁电流iLm的交流部分iLm_ac感应的电压，
[0065] 进一步，通过检测Vcs与Va的峰值差值，或者检测驱动信号VG2关断后的死区时间内某一时刻Va的绝对值，对辅助电容Ca两端的电压Vca进行补偿，使得Vca与励磁电流iLm波形完全一致。
[0066] 由于Va中的波形还包含了原边主开关管Q1导通区间的励磁电流信息，因此还需增加一个处理步骤，即在原边主开关管Q1导通区间，将补偿之后的电流合成信号Va信号短路到零，从而彻底消除励磁电流的影响。
[0067] 根据上述分析可知，电流合成信号Va经补偿和处理之后，其波形与副边整流管电流波形一致，因此可以利用该信号来判断副边整流管电流过零点，从而在该时刻关断辅助开关Q2；进一步，该信号滤波之后获得的平均值信号与负载电流成比例关系，可以用于实现自适应负载降频控制。
[0068] 控制电路101根据电流合成信号Va经补偿和处理之后的信号实现有源箝位反激谐振电路的多模式控制，即，控制有源箝位反激谐振变换器在重载情况下工作于原边主开关和辅助开关互补工作模式；在较轻载情况下，进入开关频率随负载变小而降低的降频模式工作以及原边主开关和辅助开关非互补工作模式；在极轻载时，进入打嗝模式。
[0069] 或者，控制有源箝位反激谐振变换器在低压重载情况下工作于原边主开关和辅助开关互补工作模式；在高压重载，进入开关最高工作频率受限的限频模式，且原边主开关和辅助开关非互补工作；在较轻载情况下，进入开关频率随负载变小而降低的降频模式工作以及原边主开关和辅助开关非互补工作模式；在极轻载时，变换器进入打嗝模式。
[0070] 实施例2
[0071] 参见图8，有源箝位反激谐振电路包括：原边主开关Q1、谐振电感Lr和变压器T原边绕组Wp构成的输入端口，接收输入直流电压；谐振电感Lr的一端接直流输入电压源的正端，谐振电感Lr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的同名端，变压器T的原边绕组Wp的异名端接原边主开关Q1的漏极，原边主开关Q1的源极接采样电阻Rs的一端，采样电阻Rs的另一端接直流输入电压源的负端和参考地，原边主开关Q1的门极接收驱动信号VG1。
[0072] 副边整流管Q3和输出电容Co构成的输出电路，与变压器T的副边绕组Ws耦接，经Co的两端构成输出端口提供能量给直流负载；副边整流管Q3的源极接变压器T的副边绕组Ws的异名端，副边整流管Q3的漏极接输出电容Co的正端，输出电容Co的负端接变压器T的副边绕组Ws的同名端。
[0073] 箝位电路，箝位电路包括辅助开关Q2，箝位电容Cr，以及一个采样电阻Rs。辅助开关Q2与采样电阻Rs和箝位电容Cr依次串联组成辅助支路，辅助支路并联在原边主开关Q1的两端。具体而言，箝位电容Cr的一端接原边主开关Q1的漏极，箝位电容Cr的另一端接辅助开关Q2的漏极，辅助开关Q2的源极与采样电阻Rs的其中一个端子连接，采样电阻Rs采集流过变换器原边侧电流信息，产生电流采样信号Vcs。
[0074] 励磁电流模拟电路，励磁电流模拟电路由辅助电阻Ra和辅助电容Ca构成；辅助电阻Ra与辅助电容Ca、采样电阻Rs串联之后与变压器T的辅助绕组Wa并联，其中，辅助电阻Ra的一端接变压器T的辅助绕组Wa的异名端，变压器T的辅助绕组Wa的同名端接参考地。辅助绕组Wa通过辅助电阻Ra和采样电阻Rs对辅助电容Ca充放电，在辅助电容Ca两端产生励磁电流模拟信号Vca
[0075] 控制电路101，控制电路101的GND引脚接参考地，ZCD引脚接收变压器T的辅助绕组Wa的异名端输出的励磁电流过零检测信号ZCD，Va引脚接收辅助电阻Ra与辅助电容Ca连接点输出的电流合成信号Va，即，Va＝Vcs+Vca，VFB_Vo引脚接收反映副边输出电压的反馈信号VFB_Vo，输出驱动信号VG1和VG2。
[0076] 本例中辅助管Q2采用PMOS，以方便实现对地驱动。
[0077] 图9示出本发明的有源箝位反激谐振变换器实施例2在非互补控制模式时的主要波形。本实施例中，辅助电容两端产生的励磁电流模拟信号Vca与变压器励磁电流方向相反，Vca与反向的变压器励磁电流之间同样存在直流偏差，同样可以取出该直流偏差对Vca进行补偿。
[0078] 相比图6所示本发明的实施例1，实施例2中采样电阻Rs采样的原边电流ip中还包含了原边主开关导通时的变压器励磁电流分量，经过补偿后的辅助电容两端产生的励磁电流模拟信号Vca可抵消原边主开关导通时的变压器励磁电流分量，因此无需在原边主开关导通区间对补偿后的辅助电容两端产生的励磁电流模拟信号Vca进行短路处理。
[0079] 本发明也可以与现有技术相结合，如，控制电路也可以在原边主开关和辅助开关非互补工作模式下，在原边主开关开通前产生一个窄脉冲控制辅助开关导通，使得原边主开关零电压开通。
[0080] 本发明还提供一种有源箝位反激谐振变换器装置的实现方法，具体而言包括以下步骤：
[0081] S10，在有源箝位反激谐振变换器的原边侧引入由辅助电阻Ra和辅助电容Ca串联构成的励磁电流模拟电路，励磁电流模拟电路与谐振型反激变换器变压器的原边绕组或与原边绕组耦合的辅助绕组相连接，在辅助电容Ca上产生的与变压器励磁电流波形形状相同或相反的励磁电流模拟信号Vca。
[0082] S20，利用采样电阻Rs采集流过箝位电路的电流信息，产生电流采样信号Vcs；
[0083] S30，将电流采样Vcs、励磁电流模拟信号Vca，或者二者相加或直接叠加产生的电流合成信号，以及反映变换器输出电压信息的反馈信号Vo_FB和反映变换器变压器励磁电流过零信息的反馈信号ZCD送入控制电路产生原边主开关Q1的驱动信号VG1和辅助开关Q2的驱动信号VG2。
[0084] 具体实施例中，有源箝位反激谐振电路，包括原边主开关Q1、谐振电感Lr和变压器T原边绕组Wp构成的输入端口，接收输入直流电压；所述原边主开关Q1的漏极接直流输入电压源的正端，所述原边主开关Q1的源极接谐振电感Lr的一端，谐振电感Lr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的同名端，变压器T的原边绕组Wp的异名端接直流输入电压源的负端，原边主开关Q1的门极接收驱动信号VG1。
[0085] 副边整流管Q3和输出电容Co构成的输出电路，与变压器T的副边绕组Ws耦接，经Co的两端构成输出端口提供能量给直流负载；副边整流管Q3的源极接变压器T的副边绕组Ws的异名端，副边整流管Q3的漏极接输出电容Co的正端，输出电容Co的负端接变压器T的副边绕组Ws的同名端。
[0086] 箝位电路包括辅助开关Q2，箝位电容Cr，以及一个采样电阻Rs。所述辅助开关Q2与所述采样电阻Rs和所述箝位电容Cr依次串联组成辅助支路，所述辅助支路并联在变压器T的原边绕组Wp两端。所述辅助开关Q2的漏极接所述原边主开关Q1的源极，辅助开关Q2的源极接采样电阻Rs的一端，采样电阻Rs的另一端接箝位电容Cr的一端及参考地，箝位电容Cr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的异名端，辅助开关Q2的门极接收驱动信号VG2，采样电阻Rs采集流过箝位电路的电流信息，产生电流采样信号Vcs。
[0087] 其他具体实施例中，有源箝位反激谐振电路，包括原边主开关Q1、谐振电感Lr和变压器T原边绕组Wp构成的输入端口，接收输入直流电压；所述谐振电感Lr的一端接直流输入电压源的正端，谐振电感Lr的另一端接变压器T的原边绕组Wp的同名端，变压器T的原边绕组Wp的异名端接原边主开关Q1的漏极，原边主开关Q1的源极接采样电阻Rs的一端，采样电阻Rs的另一端接直流输入电压源的负端和参考地，原边主开关Q1的门极接收驱动信号VG1。
[0088] 副边整流管Q3和输出电容Co构成的输出电路，与变压器T的副边绕组Ws耦接，经Co的两端构成输出端口提供能量给直流负载；副边整流管Q3的源极接变压器T的副边绕组Ws的异名端，副边整流管Q3的漏极接输出电容Co的正端，输出电容Co的负端接变压器T的副边绕组Ws的同名端。
[0089] 箝位电路包括辅助开关Q2，箝位电容Cr，以及一个采样电阻Rs。所述辅助开关Q2与所述采样电阻Rs和所述箝位电容Cr依次串联组成辅助支路，所述辅助支路并联在原边主开关Q1的两端。具体而言，所述箝位电容Cr的一端接所述原边主开关Q1的漏极，箝位电容Cr的另一端接辅助开关Q2的漏极，辅助开关Q2的源极与采样电阻Rs的其中一个端子连接，采样电阻Rs采集流过变换器原边侧电流信息，产生电流采样信号Vcs。
[0090] 本发明包括的具体模块本领域技术人员可以在不违背其精神的前提下可以有多种实施方式，或通过各种不同的组合方式形成不同的具体实施例，这里不再详细描述。
[0091] 无论上文说明如何详细，还有可以有许多方式实施本发明，说明书中所述的只是本发明的若干具体实施例子。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0092] 本发明实施例的上述详细说明并不在穷举的或者用于将本发明限制在上述明确的形式上。在上述以示意性目的说明本发明的特定实施例和实施例的同时，本领域技术人员将认识到可以在本发明的范围内进行各种等同修改。
[0093] 在上述说明描述了本发明的特定实施例并且描述了预期最佳模式的同时，无论在上文中出现了如何详细的说明，也可以许多方式实施本发明。上述电路结构及其控制方式的细节在其实行细节中可以进行相当多的变化，然而其仍然包含在这里所公开的本发明中。
[0094] 如上述一样应当注意，在说明本发明的某些特征或者方案时所使用的特殊术语不应当用于表示在这里重新定义该术语以限制与该术语相关的本发明的某些特定特点、特征或者方案。总之，不应当将在随附的权利要求书中使用的术语解释为将本发明限定在说明书中公开的特定实施例，除非上述详细说明部分明确地限定了这些术语。因此，本发明的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本发明的所有等效方案。
[0095] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
