組220電磁地耦合到初級(jí)繞組210，使得初級(jí)繞組210兩端的電壓差對(duì)應(yīng)于次級(jí)繞組220的第一繞組部(S1)兩端的電壓差。
[0024]次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)可以被操作(例如閉合)，以便在放電周期期間在次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)和第二繞組部分(S2)之間產(chǎn)生電流不平衡。電流不平衡可以由于存儲(chǔ)在串聯(lián)電感器中的能量而產(chǎn)生。在產(chǎn)生電流不平衡之后，次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)可以被停用(例如斷開(kāi))，以驅(qū)動(dòng)公共節(jié)點(diǎn)的電壓，并讓電流不平衡反轉(zhuǎn)次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)兩端的電壓差。這可以依次反轉(zhuǎn)初級(jí)繞組210上的電壓差，例如，VD〈0，或?qū)⒊跫?jí)繞組上的電壓差減小到低于電壓閾值，電壓閾值提供了小的(或可管理的)功率損耗，例如，VD〈V—。因此，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)的源極-漏極兩端的電壓電勢(shì)(V1)可以被放電至變壓器的初級(jí)繞組210中，從而啟用初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)的零電壓開(kāi)關(guān)。圖2C示出了實(shí)施例的反激變換器架構(gòu)200的簡(jiǎn)化視圖291。在簡(jiǎn)化視圖291中，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)表示為與電容器并聯(lián)耦合的開(kāi)關(guān)，并且次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管Q3表示為與電容器和體二極管串聯(lián)耦合的開(kāi)關(guān)。
[0025]操作初級(jí)和次級(jí)開(kāi)關(guān)電路以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)可以發(fā)生在連續(xù)的階段上。圖3示出了實(shí)施例的反激變換器架構(gòu)200在零電壓開(kāi)關(guān)的三次重復(fù)的電流和電壓讀數(shù)的時(shí)序圖。如圖所示，第一間隔從TO到Tl，第二間隔從Tl到T2，并且第三間隔從T2到T3，每個(gè)間隔包括六個(gè)階段。盡管本發(fā)明的實(shí)施例的反激架構(gòu)被描述為運(yùn)行在六個(gè)階段，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，實(shí)施例的架構(gòu)也可以在不同數(shù)量的階段中實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。如本文所用的，零電壓開(kāi)關(guān)指的是，當(dāng)源極-漏極兩端的電壓電勢(shì)(V1)小于閾值，激活(例如閉合)初級(jí)開(kāi)關(guān)元件。在一些實(shí)施例中，當(dāng)電壓電勢(shì)(V1)為零時(shí)，零電壓開(kāi)關(guān)發(fā)生。在其他實(shí)施例中，當(dāng)電壓電勢(shì)(V1)稍微為正時(shí)，零電壓開(kāi)關(guān)發(fā)生。在另外的實(shí)施例中，當(dāng)電壓電勢(shì)(V1)為負(fù)時(shí)，零電壓開(kāi)關(guān)發(fā)生。
[0026]圖4示出了實(shí)施例的反激變換器架構(gòu)200在零電壓開(kāi)關(guān)的單次重復(fù)上的電流和電壓讀數(shù)的時(shí)序圖。如圖所示，零電壓開(kāi)關(guān)的單次重復(fù)包括六個(gè)階段，即:第一階段從to到tl ;第二階段從tl到t2 ;第三階段從t2到t3 ;第四階段從t3到t4 ;第五階段從t4到t5 ;以及第六階段從t5到t6。現(xiàn)在將參照?qǐng)D5A-5F所示的視圖描述這六個(gè)階段。當(dāng)初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)被激活(閉合)以引起通過(guò)初級(jí)繞組210的電流(Ip)，第一階段開(kāi)始(在T =t0)，如圖5A所示。此時(shí)，次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)被停用(例如斷開(kāi))。一旦充電周期完成，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)被停用(斷開(kāi))以引起通過(guò)次級(jí)繞組的變壓器放電，其標(biāo)記了在T =tl從第一階段到第二階段的轉(zhuǎn)變。
[0027]在第二階段期間，初級(jí)和次級(jí)開(kāi)關(guān)元件保持停用，如圖5B所示。通過(guò)次級(jí)繞組的變壓器放電產(chǎn)生了通過(guò)次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)的電流(I1)。最初，電流(I1)的大部分通過(guò)次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管的體二極管被汲取，如電流(I3)所示。然而，隨著時(shí)間的推移(例如，從T = tl到T = t2)，電流(I1)的增加量通過(guò)次級(jí)繞組220的第二繞組部分(S2)被汲取，如電流(I2)所示。
[0028]當(dāng)次級(jí)開(kāi)關(guān)元件(Q3)的體二極管停止導(dǎo)通(例如13?O)，電路從第二階段轉(zhuǎn)變至第三階段(在T = t2)，如圖5C所示。此時(shí)，電流(I1)幾乎完全地通過(guò)次級(jí)繞組的第二繞組部分(S2)(例如I1= 12)被汲取，而且次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)和第二繞組部分(S2)以及串聯(lián)電感器(SJ開(kāi)始放電。此階段構(gòu)成了其中發(fā)生大部分能源從次級(jí)繞組220轉(zhuǎn)移到負(fù)載的周期。
[0029]在電流(I1)達(dá)到零之前，次級(jí)開(kāi)關(guān)元件(Q3)被激活，以將電路從第三階段轉(zhuǎn)變?yōu)榈谒碾A段(在T = t3)，如圖f5D所示。在實(shí)施例中，當(dāng)電流(例如^丄等)下降至低于閾值，開(kāi)關(guān)元件(Q3)被激活。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓(例如VS、VD等)下降至低于閾值，開(kāi)關(guān)元件(Q3)被激活。此時(shí)，轉(zhuǎn)移(例如，釋放)自串聯(lián)電感器(SJ的能量創(chuàng)建了電流(I1)和電流(I2)之間的電流不平衡，例如I2>Ii。因此，一些電流(I2)通過(guò)次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)被汲取，從而在第四階段期間(例如，從T = t3到T = t4)驅(qū)動(dòng)電流(I3)為負(fù)。
[0030]次級(jí)開(kāi)關(guān)元件(Q3)被停用(例如斷開(kāi))，以將電路轉(zhuǎn)變?yōu)榈谖咫A段(在T = t4)，如圖5E所示。在該階段期間，次級(jí)繞組的第一繞組部分(S1)和第二繞組部分(S2)之間的電流不平衡(例如12> I:)在次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)的源極-漏極路徑之間產(chǎn)生電壓電勢(shì)(V3)。該電壓電勢(shì)驅(qū)動(dòng)次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)和第二繞組部分(S2)之間的公共節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)電壓，從而在第五階段期間減小次級(jí)繞組220的第一繞組部(S1)兩端的電壓差(Vs)。由于初級(jí)繞組210和次級(jí)繞組220之間的電磁耦合關(guān)系，次級(jí)繞組220的第一繞組部分(S1)兩端的電壓差(Vs)的減小導(dǎo)致初級(jí)繞組210兩端的電壓差(Vd)的相應(yīng)減小。在一些實(shí)施例中，電壓差(Vs)和/或電壓差(Vd)中的一個(gè)或兩個(gè)的極性被反轉(zhuǎn)，例如，Vs<0和/或VD〈0。在其他實(shí)施例中，電壓差(Vs)和/或電壓差(Vd)簡(jiǎn)化為下降到閾值以下，例如VS〈V
threshold和 I 或 V D^^threshold °
[0031]當(dāng)初級(jí)繞組210兩端的電壓差(Vd)在T = t5處下降到閾值以下時(shí)，電路轉(zhuǎn)變至第六階段(在T = t5)，如圖5F所示。此時(shí)，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)的源極和漏極之間的電壓電勢(shì)(V1)基本上進(jìn)入初級(jí)繞組210，其中它被存儲(chǔ)用于下一次重復(fù)期間的變換。因此，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)可以被激活(例如閉合)以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)，如圖5G所示，其將電路轉(zhuǎn)變回到階段一。
[0032]如下觀察涉及各個(gè)階段。在階段二期間:當(dāng)初級(jí)開(kāi)關(guān)電感器被斷開(kāi)時(shí)，變壓器磁化能源將引起它的電壓反轉(zhuǎn)。由于電感添加到Q2路徑上，電流將首先流過(guò)Q3體二極管。這有效地將變壓器的S2繞組和&并聯(lián)，而且TXl電流的一部分將分流到該回路中，在&中形成電流。在這階段期間，繞組電壓可以約等于Vout/Ns I。
[0033]在階段三期間:當(dāng)&電流變成等于變壓器S沖流時(shí)，Q3體二極管可以停止導(dǎo)通，而且SpSjP SM以開(kāi)始放電。在這階段期間，大部分電流可以流過(guò)Q2,02可以作為任何同步MOSFET (或二極管)被控制。因?yàn)槔@組電壓在階段三期間可以低于階段二期間(例如它現(xiàn)在共享在串聯(lián)的S1ZiS2和S L之間)，電流di/dt可不被減小。在初級(jí)側(cè)上，這可以引起Q !漏極電壓下降。在一些實(shí)施方案中，由于Q3中未抑制的漏極-源極電容，不期望的寄生振蕩可能以高Q因數(shù)發(fā)生在這個(gè)階段。這個(gè)階段可以提供大多數(shù)能量轉(zhuǎn)移。
[0034]在階段四期間:在電流TXl達(dá)到零之前，次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)可以被導(dǎo)通。類似于階段二，這將導(dǎo)致附加電流產(chǎn)生在4內(nèi)。同時(shí)，TXl的較高繞組電壓將導(dǎo)致更快的電流放電。這將導(dǎo)致SjP TXl之間的電流不平衡，其中S [具有比TXl更高的電流。
[0035]在階段五期間:在次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)被斷開(kāi)時(shí)，在階段四期間產(chǎn)生的電流不平衡將導(dǎo)致次級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q3)的漏極上的電壓上升。這是因?yàn)樗碾娙輳腟JS2接收比S1汲取更多電流。只要SJ諸存的能量高到足以對(duì)Q3的漏極-源極電容充電，QJI極電壓將保持上升，導(dǎo)致TXl的電壓反轉(zhuǎn)。
[0036]在階段六期間:在該時(shí)間點(diǎn)，初級(jí)開(kāi)關(guān)晶體管(Q1)可以被激活，“導(dǎo)通損耗”不會(huì)持續(xù)在常規(guī)的CCM反激電路架構(gòu)中。串聯(lián)電感器(SJ可以根據(jù)它的尺寸相對(duì)快速地放電。當(dāng)Sl電流達(dá)到零時(shí)，開(kāi)關(guān)晶體管(Q2)可以斷開(kāi)，如預(yù)料的任何同步MOSFET—樣。此后，在次級(jí)電路中幾乎沒(méi)有或沒(méi)有電流。
[0037]本公開(kāi)的方面提供了以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)零電壓開(kāi)關(guān)減少開(kāi)關(guān)相關(guān)的“導(dǎo)通損耗”;通過(guò)在CCM中運(yùn)行，允許更高工作頻率；在沒(méi)有光耦合器的情況下操作(例如，光耦合器老化問(wèn)題更少，由于線性調(diào)節(jié)器靜態(tài)電流引起的損耗更少，等等)；通過(guò)在CCM中運(yùn)行，允許使用磁性部件(甚至在等效頻率)和電容尺寸減??；在CCM中的簡(jiǎn)化的SR控制器(減輕或去除傳統(tǒng)方案的發(fā)射槽問(wèn)題)；去除硬的開(kāi)關(guān)EMI生成；輸出上存在的yC允許應(yīng)用中的通信。
[0038]變壓器電壓的反轉(zhuǎn)可以允許在沒(méi)有光耦合器的情況下操作。在一些實(shí)施例中，這可以在初級(jí)側(cè)作為控制信號(hào)使用。調(diào)節(jié)器可以在固定量的時(shí)間之后接收這個(gè)信號(hào)。次級(jí)側(cè)控制器可以通過(guò)A (及時(shí))產(chǎn)生此信號(hào)，其可以在初級(jí)側(cè)使用以確定功率是否應(yīng)當(dāng)要增大(正A)或減少(負(fù)△)。