一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，具體包括準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路、同步控制模塊、輔助供電電路；所述輔助供電電路具有控制系統(tǒng)包括三個驅(qū)動信號端，用于提供驅(qū)動信號儲存能量，所述驅(qū)動信號端連接輔助開關(guān)管的柵極，輔助開關(guān)管另兩端連接輔助繞組和第二電容；所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路具有主開關(guān)管的柵極連接所述控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端，主開關(guān)管另兩端連接變壓器初級繞組和第一電容器，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路還具有輔助開關(guān)管漏極和源極分別連接變壓器的次級繞組和第三電容器；所述同步控制模塊輸入端連接控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端，同步控制模塊輸出端連接輔助開關(guān)管的柵極。
【專利說明】
一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別是一種準(zhǔn)諧振反激式開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源逐步興起。其中反激式開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小等優(yōu)勢。但是，當(dāng)輸出電壓較高的情況下，開關(guān)電源開關(guān)管開通損耗較大，此時大大降低了開關(guān)電源的工作效率。
[0003]如圖1所示為傳統(tǒng)的反激式開關(guān)電源電路，僅有變壓器Tll的初級繞組Np邊設(shè)置了一開關(guān)管Qll，PWM控制Ul輸出尚電壓，開關(guān)管開通，此時開關(guān)管的開通電壓非常尚，帶來很大的開通損耗，嚴(yán)重降低了開關(guān)電源的工作效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提出了一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源。
[0005]一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，具體包括準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路、同步控制模塊、輔助供電電路;所述輔助供電電路具有控制系統(tǒng)包括三個驅(qū)動信號端，用于提供驅(qū)動信號儲存能量，所述驅(qū)動信號端連接輔助開關(guān)管的柵極，輔助開關(guān)管另兩端連接輔助繞組和第二電容；所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路具有主開關(guān)管的柵極連接所述控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端，主開關(guān)管另兩端連接變壓器初級繞組和第一電容器，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路還具有輔助開關(guān)管漏極和源極分別連接變壓器的次級繞組和第三電容器;所述同步控制模塊輸入端連接控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端，同步控制模塊輸出端連接輔助開關(guān)管的柵極。
[0006]進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路包含電阻、主開關(guān)管、變壓器的初級繞組和變壓器的次級繞組、二極管、同步開關(guān)管和第三電容，所述主開關(guān)管的漏極與變壓器初級繞組的異名端相連，初級繞組的同名端與輸入正端相連，主開關(guān)管的源極與輸入負(fù)端相連，主開關(guān)管的柵極與控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端相連，主開關(guān)管源極和柵極間并聯(lián)第二電阻;變壓器次級繞組的異名端與濾波第三電容的一端相連并最終接輸出正端，同名端接同步開關(guān)管的漏極，同步開關(guān)管的源極接第三電容器的另外一端并與輸出負(fù)端相連，同步開關(guān)管的柵極連接同步控制模塊，同步控制模塊的輸入端連接控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端;所述同步控制模塊連接供電段VCC和參考地GND，供電段VCC和參考地GND之間連接第四電容器，第四電容器連接參考地GND的一端還連接了輸出端-Vo。
[0007]進(jìn)一步地，上述輔助供電電路包含輔助開關(guān)管、變壓器的輔助繞組、第一電阻、電容、控制系統(tǒng)，所述輔助開關(guān)管的源極與輔助繞組的異名端相連，變壓器輔助繞組的同名端接輸入負(fù)端，輔助開關(guān)管的漏極分別與電容C2及控制系統(tǒng)的VCC端相連，電容C2的另一端接輸入負(fù)端，輔助開關(guān)管的柵極與控制系統(tǒng)的驅(qū)動信號端G2相連，輔助開關(guān)管Q2的柵極和源極間并聯(lián)第一電阻。
[0008]相對于在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)，采用上述技術(shù)的有益效果是:在準(zhǔn)諧振開關(guān)電源的基礎(chǔ)上加入了控制系統(tǒng)和同步控制模塊，在初級繞組邊的開關(guān)管開通前，次級繞組邊的同步開關(guān)管Q3先開通，實現(xiàn)初級繞組反向勵磁，產(chǎn)生負(fù)相電流，實現(xiàn)初級繞組邊主開關(guān)管Ql零電壓開通，有效降低了主開關(guān)管的開通損耗，提高了電源的工作效率。增加了控制信號來控制同步開關(guān)管電壓高低，進(jìn)而控制同步開關(guān)管Q3的開通時間長短，進(jìn)一步提高了開關(guān)電源的工作效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)的反激式開關(guān)電源電路。
[0010]圖2為本實用新型準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源電路圖。
[0011]圖3為本實用新型工作電壓時序圖。
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步描述。
[0013]—種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，其具體包括準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路、同步控制模塊U2、輔助供電電路;所述輔助供電電路具有控制系統(tǒng)Ul包括三個驅(qū)動信號端G1、G2、G3，用于提供驅(qū)動信號儲存能量，所述驅(qū)動信號端G2連接輔助開關(guān)管Q2的柵極，輔助開關(guān)管Q2另兩端連接輔助繞組Np2和電容器C2;所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路具有主開關(guān)管Ql的柵極連接所述控制系統(tǒng)Ul的驅(qū)動信號端G1，主開關(guān)管Ql另兩端連接變壓器Tl初級繞組Npl和電容器Cl，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路還具有輔助開關(guān)管Q3漏極和源極端分別連接變壓器Tl的次級繞組Nsl和電容器C3;所述同步控制模塊U2輸入端連接控制系統(tǒng)Ul的驅(qū)動信號端G3，同步控制模塊U2輸出端G31連接輔助開關(guān)管Q3的柵極。
[0014]進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路具體包含電阻R2、主開關(guān)管Ql、初級繞組Npl和次級繞組Nsl、二極管D1、同步開關(guān)管Q3和電容器C3，所述主開關(guān)管Ql的漏極與初級繞組Npl的異名端相連，初級繞組Npl的同名端與輸入正端+Vin相連，主開關(guān)管Ql的源極與電容器C2連接，再連接輸入負(fù)端-Vin，主開關(guān)管Ql源極和柵極間并聯(lián)放電電阻R2;次級繞組Nsl的異名端與濾波電容器C3的一端相連并最終接輸出正端+Vo，次級繞組Nsl的同名端接同步開關(guān)管Q3的漏極，同步開關(guān)管Q3的源極連接電容器C3的另外一端并與輸出負(fù)端-Vo相連，同步開關(guān)管Q3的柵極連接同步控制模塊U2的輸出端G31，所述同步控制模塊U2的輸入端連接驅(qū)動信號端G3。所述同步控制模塊U2連接供電段VCC和參考地GND，供電段VCC和參考地GND之間連接電容器C4，電容器C4連接參考地GND的一端還連接了輸出端-Vo。電容器C4是同步控制系統(tǒng)U2供電端VCC的濾波電容，供電端VCC電壓由輸出端+Vo提供，當(dāng)引線較遠(yuǎn)時，引線中將引入外部干擾信號，電壓經(jīng)過C4濾波后再提供給同步控制系統(tǒng)，獲得一個比較干凈的電壓，同時控制系統(tǒng)在工作時內(nèi)部電路會進(jìn)行充放電，電容器C4起到儲能的作用，將儲存的能量向后級電路供電，提尚同步控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0015]輔助供電電路，具體包含輔助開關(guān)管Q2、變壓器Tl的輔助繞組Np2、電阻R1、電容C2、控制系統(tǒng)Ul;所述驅(qū)動信號端G2連接輔助開關(guān)管Q2的柵極，輔助開關(guān)管Q2的源極與輔助繞組Np2的異名端相連，輔助繞組Np2的同名端接輸入負(fù)端，輔助開關(guān)管Q2的漏極分別與電容器C2及控制系統(tǒng)Ul的供電端VCC相連，電容器C2的另一端接輸入負(fù)端-Vin;輔助開關(guān)管Q2的柵極和源極間并聯(lián)電阻Rl。
[0016]所述準(zhǔn)諧振反激電源工作原理如下:如圖3所示為各模塊的工作時序圖，G2為輔助開關(guān)管Q2的驅(qū)動信號，Gl為主開關(guān)管Ql的驅(qū)動信號，G31為同步整流開關(guān)管Q3的驅(qū)動信號。Atl為主開關(guān)管Ql的驅(qū)動信號端Gl的延遲時間，At2為驅(qū)動信號端G2的脈沖寬度，為了能實現(xiàn)零電壓開通，Atl需大于At2。當(dāng)驅(qū)動信號端Gl處于低電平時，控制系統(tǒng)Ul的驅(qū)動信號端Gl由高平變?yōu)榈碗娖?。此時變壓器Tl的次級繞組Nsl極性翻轉(zhuǎn)，同步開關(guān)管Q3導(dǎo)通，將變壓器Tl所存儲的部分能量傳輸給儲能電容C3，且經(jīng)輸出正端輸出給負(fù)載電阻供電；同時輔助繞組Np2極性也發(fā)生翻轉(zhuǎn)，與輔助繞組Np2相連的輔助開關(guān)管Q2寄生二極管導(dǎo)通，變壓器Tl中的部分能量通過輔助繞組Np2傳輸給電容C2儲能，且給控制系統(tǒng)供電。此過程持續(xù)到變壓器Tl中能量釋放完畢。
[0017]At2時間中，控制系統(tǒng)Ul的驅(qū)動信號端G2變?yōu)楦唠娖?，輔助開關(guān)管Q2導(dǎo)通，輔助供電電路中電容C2中存儲的能量通過開關(guān)管Q2給變壓器Tl的輔助繞組Np2進(jìn)行反向勵磁儲能，副邊同步開關(guān)管Q3關(guān)斷，At2結(jié)束后，關(guān)斷輔助開關(guān)管Q2，輔助繞組Np2極性翻轉(zhuǎn)，原邊繞組Npl上正下負(fù)，產(chǎn)生的負(fù)向電流通過主開關(guān)管Ql的寄生二極管流向電源輸入正端+Vin，存儲在輔助電源電容C2中的能量在此過程中有效地反饋回輸入正端+Vin。
[0018]經(jīng)過At2時間后，時序進(jìn)入Atl延遲時間，這時所有開關(guān)管均不導(dǎo)通，負(fù)向電流方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)之前，為主開關(guān)管Ql實現(xiàn)零電壓開通的條件。
[0019]經(jīng)過Atl延遲時間后，時序進(jìn)入At3，這時Gl為高電平驅(qū)動主開關(guān)管Ql導(dǎo)通，電源電壓經(jīng)Cl濾波后送入變壓器，使變壓器初級繞組流過電流，電流方向為上正下負(fù)，此時變壓器次級繞組下正上負(fù)，不能流過電流，所以在At3時間內(nèi)能量全部儲存于變壓器中。
[0020]經(jīng)過時序At3后，主開關(guān)管Ql關(guān)斷，變壓器中已經(jīng)儲存有能量。進(jìn)入到At4時序，這時同步開關(guān)管Q3導(dǎo)通，由于變壓器極性反向，次級繞組極性變?yōu)樯险仑?fù)，變壓器中的能量經(jīng)次級繞組上端到電容器C3經(jīng)負(fù)載到達(dá)同步開關(guān)管Q3后回到次級繞組下端，這樣變壓器中的能量就能向后級負(fù)載提供能量。
[0021]經(jīng)過時序At4后，主電路工作了一個完整的周期，直到輔助開關(guān)管Q2再次導(dǎo)通，從此按以上時序循環(huán)工作。
[0022]雖然本實用新型的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以較佳的實例公開如上，然而并非用以限定本實用新型，如果本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神所做的非實質(zhì)性改變或改進(jìn)，都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，其特征在于包括準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路、同步控制模塊(U2)、輔助供電電路;所述輔助供電電路具有控制系統(tǒng)(Ul)包括三個驅(qū)動信號端(Gl、G2、G3)，用于提供驅(qū)動信號儲存能量，所述驅(qū)動信號端(G2)連接輔助開關(guān)管(Q2)的柵極，輔助開關(guān)管(Q2)另兩端連接輔助繞組(Np2)和電容器(C2);所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路具有主開關(guān)管(Ql)的柵極連接所述控制系統(tǒng)(Ul)的驅(qū)動信號端(G1)，主開關(guān)管(Ql)另兩端連接變壓器(Tl)初級繞組(Npl)和電容器(Cl)，所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路還具有輔助開關(guān)管(Q3)漏極和源極端分別連接變壓器(Tl)的次級繞組(Nsl)和電容器(C3);所述同步控制模塊(U2)輸入端連接控制系統(tǒng)(Ul)的驅(qū)動信號端(G3)，同步控制模塊(U2)輸出端(G31)連接輔助開關(guān)管(Q3)的柵極。2.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，其特征在于所述準(zhǔn)諧振開關(guān)電源電路包含電阻(R2)、主開關(guān)管(Q1)、初級繞組(Npl)和次級繞組(Nsl)、二極管(Dl)、同步開關(guān)管(Q3)和電容器(C3);所述主開關(guān)管(Ql)的漏極與初級繞組(Npl)的異名端相連，初級繞組(Npl)的同名端與輸入正端+Vin相連，主開關(guān)管(Ql)的源極與電容器(C2)連接，再連接輸入負(fù)端-Vin，主開關(guān)管(Ql)源極和柵極間并聯(lián)放電電阻(R2);次級繞組(Nsl)的異名端與濾波電容器(C3 )的一端相連并最終接輸出正端+Vo，次級繞組(Ns I)的同名端接同步開關(guān)管(Q3 )的漏極，同步開關(guān)管(Q3)的源極連接電容器(C3)的另外一端并與輸出負(fù)端-Vo相連，同步開關(guān)管(Q3)的柵極連接同步控制模塊(U2)的輸出端(G31)，所述同步控制模塊(U2)的輸入端連接驅(qū)動信號端(G3 );所述同步控制模塊(U2)連接供電段VCC和參考地GND，供電段VCC和參考地GND之間連接電容器(C4)，電容器(C4)連接參考地GND的一端還連接了輸出端-Vo。3.如權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)諧振反激開關(guān)電源，其特征在于所述輔助供電電路包含輔助開關(guān)管(Q2)、輔助繞組(Np2)、電阻(Rl)、電容(C2)、控制系統(tǒng)(Ul);所述控制系統(tǒng)(Ul)的驅(qū)動信號端(G2)連接輔助開關(guān)管(Q2)的柵極，輔助開關(guān)管(Q2)的源極與輔助繞組(Np2)的異名端相連，輔助繞組(Np2)的同名端接輸入負(fù)端，輔助開關(guān)管(Q2)的漏極分別與電容器(C2)及控制系統(tǒng)(Ul)的供電端VCC相連，電容器(C2)的另一端接輸入負(fù)端-Vin;輔助開關(guān)管(Q2)的柵極和源極間并聯(lián)電阻(R1)。
【文檔編號】H02M3/335GK205490156SQ201620235061
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】羅剛
【申請人】成都大奇鷹科技有限公司