專利名稱：一種具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有高效率的低電壓、大電流開關(guān)電源，屬電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等現(xiàn)代電子設(shè)備中，管理芯片的集成度越來越高，為其供電的高頻開關(guān)電 源逐步向低電壓、大電流方向發(fā)展，目前開關(guān)電源的輸出電壓己降至5V、 3.3V、 2.7V甚至更低， 在功率相同條件下要求輸出電流越來越大。傳統(tǒng)高頻開關(guān)電源的次級(jí)整流部分大多采用橋式整流 電路或全波整流電路，整流元件主要采用快速二極管，低壓時(shí)則采用肖特基二極管。

圖1是一種 傳統(tǒng)半橋式開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)，由于肖特基二極管具有0.3V的導(dǎo)通壓降，當(dāng)導(dǎo)通電流增大時(shí)其熱損 耗也成比例增大，限制了開關(guān)電源效率的提高。另外，現(xiàn)有開關(guān)電源中同步整流低壓MOS的驅(qū)動(dòng) 電路一般采用自驅(qū)動(dòng)電路或使用專用同歩整流芯片驅(qū)動(dòng)方式，自驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，適用范圍較窄， 4頓專用同步整流芯片貝嚅配置較多的外圍電路，致使成本增加。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種熱損耗小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的具 有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源。
本實(shí)用新型所稱問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源，由脈沖變壓器、脈沖變壓器原邊驅(qū)動(dòng)電路和副邊同 步整流電路組成，所述同步整流電路由兩個(gè)電感、兩個(gè)MOS管、兩個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)濾波電容組 成，所述脈沖變壓器副邊線圈的兩端分別經(jīng)一個(gè)電感作為連接負(fù)載的一個(gè)輸出端，同時(shí)還分別經(jīng) 一個(gè)MOS管后作為連接負(fù)載的另一個(gè)輸出端，所述兩個(gè)續(xù)流二極管分別并聯(lián)連接在兩個(gè)MOS管上， 所述繊電容并聯(lián)在輸出端上。
上述具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源，所述同步整流電路的兩個(gè)MOS管的柵極接脈沖^E器的驅(qū)動(dòng)電路中的脈寬調(diào)制器的輸出端。
本實(shí)用新型以低ffiMOS管作為同步整流電路的整流元件，使導(dǎo)通壓降大大降低，損耗大大下降。 同步整流電路采用倍流整流方式，每只電感的平均電流為輸出電流的一半，簡化了輸出濾波電感 的繞制工藝。同歩整流電路中整流元件柵極的脈沖控制信號(hào)直接取自驅(qū)動(dòng)電路的脈寬調(diào)制器，使 電路結(jié)構(gòu)大大簡化，降低了成本。同傳統(tǒng)開關(guān)電源相比，本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉， 而且熱損耗小，效率高。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。 圖1是一種傳統(tǒng)半橋式開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)； 圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
圖中各標(biāo)號(hào)為Ql、 Q2、 S1 S4、 M0S管;D1 D4、 二極管；R、 Z、負(fù)載；C1 C8、電容;B、 T、脈沖變壓器。
具體實(shí)施方式

高頻開關(guān)電源的雙端拓?fù)湫问接型仆焓?、半橋式、全橋式等，在輸入電壓較高時(shí)適用半橋式 變換器，在輸入電壓較低時(shí)適用推挽式變換器。
傳統(tǒng)的半橋式變換器如圖1所示，其工作原理是次級(jí)控制的脈寬調(diào)制器輸出兩組存在一定
死區(qū)時(shí)間相位相差180度的脈寬驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)隔離^il器隔離后驅(qū)動(dòng)功率MOS管Ql、 Q2，由于死 區(qū)時(shí)間和相位差的存在，變換器有以下三種工作狀態(tài)1、當(dāng)Q1、 Q2都截止時(shí)，由于C5《6，C5與 C6的中點(diǎn)電壓為輸入電壓的一半，2、當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，Q2截止，C5通過Ql和高頻^jl器T的初級(jí) 繞組放電，同時(shí)給C6充電，高頻，器B2的初級(jí)繞組上正下負(fù)，接高頻，器T的次級(jí)繞組的 D3正偏導(dǎo)通，電感L3儲(chǔ)能并給C8充電，同時(shí)給負(fù)載R供電，D4反偏截止。3、當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，Ql 截止，C6通過Q2和高頻^ffi器T的初級(jí)繞組放電，高頻艦器T的初級(jí)繞組上負(fù)下正，接高頻 ^E器T的次級(jí)繞組的D4正偏導(dǎo)通，電感L3儲(chǔ)能并給C8充電，同時(shí)給負(fù)載R供電，D3反偏截 止。輸出電壓經(jīng)輸出電壓反饋器送入脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器輸出的脈寬驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制功率M0SQ1、 Q2在一定的周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出電壓穩(wěn)定。輸出整流二極管采用快速二極管或肖特 基二極管，輸出搶波電感采用一個(gè)大體積的高頻電感。
參看圖2，本實(shí)用新型的前級(jí)變換器采用半橋式拓?fù)洌渭?jí)倍流同歩整流，高頻變壓器的次級(jí) 改用一個(gè)繞組，繞組的兩端分別接一組高頻濾波電感L1、 L2和同歩整流管S3、 S4，具有可調(diào)死區(qū) 時(shí)間的脈寬調(diào)制器選用雙端輸出的SG3525芯片，其11P、 14P是互補(bǔ)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)，相位 相差180度。11P的信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離變壓器驅(qū)動(dòng)S1，同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)同步整流管S3， S1與S3共用 一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)導(dǎo)通、截止。14P的信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離變壓器驅(qū)動(dòng)S2,同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)同步整流 管S4， S2與S4共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)導(dǎo)通、截止。當(dāng)11P高電平時(shí)14P低電平，Sl導(dǎo)通當(dāng)， S2截止，S3導(dǎo)通當(dāng)，S4截止，C1通過S1和高頻^E器的初級(jí)繞組放電，同時(shí)給C2充電，高頻 變壓器B的初級(jí)繞組上正下負(fù)，高頻變壓器B的次級(jí)繞組同名端的電感L1儲(chǔ)能并給C4充電，給 負(fù)載供電經(jīng)S3返回，L2經(jīng)S3續(xù)流。電容C3、 C7為隔直電容，它為交流信號(hào)提供通路，并防止 變壓器鐵芯飽和。當(dāng)14P高電平時(shí)11P低電平時(shí)，S2導(dǎo)通，Sl截止，S4導(dǎo)通，S3截止，C2通過 S2和高頻變壓器的初級(jí)繞組放電，高頻變壓器B的初級(jí)繞組上負(fù)下正，高頻艦器B的次級(jí)繞組 非同名端的電感L2儲(chǔ)能并給C4充電，給負(fù)載供電，電流經(jīng)S4返回，L1經(jīng)S4續(xù)流。在脈寬調(diào)制 芯片的死區(qū)時(shí)間11P、 14P都為低電平，Sl、 S2都截止，S3、 S4也截止，高頻濾波電感L1、 L2通 過D1、 D2續(xù)流。
權(quán)利要求1、一種具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源，由脈沖變壓器(B)、脈沖變壓器原邊驅(qū)動(dòng)電路和副邊同步整流電路組成，其特征是，所述同步整流電路由兩個(gè)電感、兩個(gè)MOS管、兩個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)濾波電容(C4)組成，所述脈沖變壓器(B)副邊線圈的兩端分別經(jīng)一個(gè)電感作為連接負(fù)載(Z)的一個(gè)輸出端，同時(shí)還分別經(jīng)一個(gè)MOS管后作為連接負(fù)載(Z)的另一個(gè)輸出端，所述兩個(gè)續(xù)流二極管分別并聯(lián)連接在兩個(gè)MOS管上，所述濾波電容(C4)并聯(lián)在輸出端上。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源，其特征是，所述同步整流電路的 兩個(gè)MOS管的柵極接脈沖變壓器(B)的驅(qū)動(dòng)電路中的脈寬調(diào)制器的輸出端。
專利摘要一種具有較高轉(zhuǎn)換效率的高頻開關(guān)電源，屬電源技術(shù)領(lǐng)域，用于解決電能轉(zhuǎn)換效率問題。其技術(shù)方案是它由脈沖變壓器及其原邊的驅(qū)動(dòng)電路和副邊的同步整流電路組成，所述同步整流電路由兩個(gè)電感、兩個(gè)MOS管、兩個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)濾波電容組成，所述脈沖變壓器副邊線圈的兩端分別經(jīng)一個(gè)電感接負(fù)載的一端，并且分別經(jīng)一個(gè)MOS管接負(fù)載的另一端，所述兩個(gè)續(xù)流二極管分別并聯(lián)連接在兩個(gè)MOS管上，所述濾波電容與負(fù)載并聯(lián)連接。同傳統(tǒng)開關(guān)電源相比，本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，而且熱損耗小，轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)H02M3/335GK201312262SQ20082022771
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者朱志勇, 鵬 葛, 董銀虎, 陳云雪 申請人:石家莊國耀電子科技有限公司