專利名稱：串聯(lián)反激開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種總壓與分壓同時(shí)受控 的串聯(lián)反激開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
高壓變頻調(diào)速、電力儀表檢測(cè)、海底電纜等應(yīng)用領(lǐng)域的電壓等級(jí)高且變化范圍寬， 使得這些領(lǐng)域采用的開關(guān)電源設(shè)計(jì)思路必須相應(yīng)改變。對(duì)于一般的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，其適應(yīng) 的輸入電壓范圍較小，不能滿足這些特殊的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。電力系統(tǒng)檢測(cè)儀表電源的輸入 電壓范圍為交流90 600V，海底電纜電源輸入電壓范圍為交流1500 2000V，工業(yè)變頻器 電源輸入電壓范圍為交流140-800V。由于這些領(lǐng)域比較特殊，因此對(duì)其開關(guān)電源的研究與 設(shè)計(jì)比較少，隨著應(yīng)用的增加以及對(duì)其開關(guān)電源性能要求的增加，高寬輸入電壓的開關(guān)電 源研究已成為一個(gè)新的課題。主要追求的目標(biāo)為采用新型開關(guān)器件和優(yōu)化高頻變壓器設(shè) 計(jì)，具有較強(qiáng)的變壓變頻能力，以便支持更高寬的輸入電壓，維持較高的變換效率，獲得體 積小、輸出功率大于100W、多路隔離輸出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有齊全的保護(hù)功能，如過壓保護(hù)和 過流保護(hù)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)中國專利申請(qǐng)?zhí)?00710162358. 4，
公開日
2009-4-1，記載了一種寬輸入電壓范圍的電源模塊，該技術(shù)采用半控逆變器，低壓時(shí)兩個(gè)變 換器輸出并聯(lián)，高壓時(shí)兩個(gè)變換器輸出串聯(lián)，兩個(gè)變換器輸入串聯(lián)均壓。但是該技術(shù)不能解 決較高輸入電壓?jiǎn)栴}，也無法做到兩級(jí)變化器輸入電壓之間均壓，對(duì)參數(shù)的一致性要求過 高，只要一致性較差整個(gè)設(shè)備就無法工作，也沒有明確給出有關(guān)的工作原理。綜上，對(duì)高寬輸入電壓的開關(guān)電源現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，都沒有充分開發(fā)利用好 反激開關(guān)電源，輸入電壓范圍尤其上限仍然較低，隨輸入電壓而變壓變頻性能有限。反激開 關(guān)電源中的高頻變壓器磁設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，輸入電壓過高或過低，開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)難度加重， 影響變壓器的磁路設(shè)計(jì)，同時(shí)由于效率過低和電壓等級(jí)過高，功率MOSFET的選型非常難， 散熱處理較差。高壓大電流的功率MOSFET的可選產(chǎn)品較少，同樣電流能力的功率M0SFET， 電壓等級(jí)越高管壓降越大，效率越低。輸入電壓波動(dòng)范圍越大，同時(shí)兼顧高低壓，還要達(dá)到 優(yōu)化設(shè)計(jì)，沒有理論支持。電壓過高，占空比過小，磁芯損耗越大。電壓過低，占空比過大， 導(dǎo)通損耗越大。因此需要一種低壓輸入的開關(guān)電源，使得整個(gè)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與現(xiàn)有成熟 和優(yōu)化的開關(guān)電源設(shè)計(jì)相同。但是對(duì)于高寬輸入電壓而言，單級(jí)反激開關(guān)電源不能夠承受， 根據(jù)輸入電壓等級(jí)，需要兩級(jí)或多級(jí)反激開關(guān)電源。如何設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能全面、適 合高寬輸入電壓的開關(guān)電源，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題?！按?lián)反激開關(guān)電 源”的設(shè)計(jì)方案就是其中一種合理考慮，而且主要是面向更高更寬的輸入電壓范圍，即直流 電壓500V下限電壓-1400V上限電壓，變比為1 2. 8，而且通過對(duì)總輸入電壓監(jiān)控，可以實(shí) 現(xiàn)輸入電壓的過壓與欠壓保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種串聯(lián)反激開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)高壓直 流-低壓直流變換，適合高寬輸入電壓，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括電源電路、檢測(cè)電路、控制電路 和反激電路，其中檢測(cè)電路產(chǎn)生兩路電壓檢測(cè)信號(hào)并輸出至控制電路的輸入端，電源電路 分別與控制電路、反激電路相連并輸出一路工作電源，控制電路生成兩路開啟信號(hào)并輸出 至反激電路，反激電路包括高端和低端反激電路且輸出并聯(lián)，輸出所需的直流電壓。所述的電源電路由一個(gè)分壓電路和一個(gè)與之并聯(lián)的整流電路組成，其中分壓電 路由四個(gè)串聯(lián)電阻組成，整流電路為半波整流電路。所述的半波整流電路由一個(gè)二極管、一個(gè)電解電容、一個(gè)交流電容和一個(gè)穩(wěn)壓二 極管組成，其中二極管的陽極連接繞組的一端，其陰極與電解電容的正極、交流電容的一 端和穩(wěn)壓二極管的陰極相連，繞組的另一端與電解電容的負(fù)極、交流電容的另一端和穩(wěn)壓 二極管的陽極相連。所述的檢測(cè)電路由第一檢測(cè)電路和第二檢測(cè)電路組成，其中第一檢測(cè)電路由兩 組串聯(lián)且分別配有均壓電容和均壓電阻的電解電容組成，串聯(lián)后的該電解電容的兩端分別 與輸入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連，第二檢測(cè)電路由四個(gè)串聯(lián)電阻和一個(gè)穩(wěn)壓二極管組 成，串聯(lián)后的兩端分別與輸入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連。所述的第一檢測(cè)電路和第二檢測(cè)電路上均分別設(shè)有一個(gè)穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管 的陽極均與輸入電壓的負(fù)極相連，其陰極均與靠近輸入電壓負(fù)極的兩個(gè)電阻的公共端相連。經(jīng)過第一檢測(cè)電路的電阻分壓和穩(wěn)壓產(chǎn)生對(duì)應(yīng)低端反激電路輸入電壓的檢測(cè)信號(hào)。經(jīng)過第二檢測(cè)電路的電阻分壓和穩(wěn)壓產(chǎn)生對(duì)應(yīng)總輸入電壓的檢測(cè)信號(hào)。所述的控制電路由總開啟電路、減法電路、低端分開啟電路、高端分開啟電路、低 端光耦隔離電路和高端光耦隔離電路組成，其中總開啟電路產(chǎn)生總開啟信號(hào)分別與低端 和高端光耦隔離電路相連，減法電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)高端反激電路的電壓信號(hào)與高端分開啟電路 相連，低端分開啟電路產(chǎn)生控制低端反激電路的開啟信號(hào)并與低端光耦隔離電路相連，高 端分開啟電路產(chǎn)生控制高端反激電路的開啟信號(hào)并與高端光耦隔離電路相連，低端光耦隔 離電路與低端反激電路相連，高端光耦隔離電路與高端反激電路相連。所述的總開啟電路由窗口比較電路和反相電路組成，其中窗口比較電路由分壓 支路、運(yùn)算放大器電路和反相電路組成。所述的分壓支路由三個(gè)串聯(lián)電阻組成且由中間電阻輸出電壓與運(yùn)算放大器電路 相連。所述的運(yùn)算放大器電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器和兩個(gè)二極管組成且二極管共陰極連 接后與反相電路連接。所述的反相電路連接由兩個(gè)電阻和一個(gè)晶體管構(gòu)成的反相電路，其輸出與低端和 高端光耦隔離電路相連。所述的減法電路由兩個(gè)跟隨電路與一個(gè)相減電路組成，其中，第一跟隨器其輸入 端連接第一檢測(cè)電路，其輸出端與減法電路相連，第二跟隨器其輸入端與第二檢測(cè)電路相 連，其輸出端與減法電路和窗口比較電路相連，減法電路與低端和高端分開啟電路相連。
所述的第一跟隨器和第二跟隨器均為運(yùn)算放大器。所述的相減電路由四個(gè)電阻和一個(gè)運(yùn)算放大器組成。所述的高端分開啟電路和低端分開啟電路均為滯環(huán)比較電路，該滯環(huán)比較電路由 四個(gè)電阻、三個(gè)二極管和一個(gè)運(yùn)算放大器組成。所述的高端光耦隔離電路和低端光耦隔離電路均由一個(gè)光耦、一個(gè)晶體管和三個(gè) 電阻組成，其中光耦和一個(gè)電阻構(gòu)成隔離信號(hào)傳遞電路，晶體管和兩個(gè)電阻構(gòu)成光耦控制 電路。所述的反激電路由高端反激電路、低端反激電路和濾波電路構(gòu)成，高端反激電路 與低端反激電路的輸出均與整流濾波電路相連。所述的第一反激電路為典型的單端反激開關(guān)電源，具有輸出電源用次級(jí)繞組和工 作電源用的輔助繞組。所述的第二反激電路為典型的單端反激開關(guān)電源，具有輸出電源用次級(jí)繞組和工 作電源用的輔助繞組。所述的濾波電路為半波整流濾波電流由于兩個(gè)二極管、一個(gè)電解電容和一個(gè)電阻 假負(fù)載組成。本發(fā)明根據(jù)串聯(lián)均壓原理，將整個(gè)高寬輸入直流電壓分解為兩級(jí)串聯(lián)的低寬輸入 直流電壓，分別為串聯(lián)的兩個(gè)反激電源供電，因此每級(jí)開關(guān)電源的均為低壓類型，技術(shù)成 熟，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，選型靈活，效率得以提升。當(dāng)整個(gè)電壓處于設(shè)計(jì)范圍時(shí)，開放反激式開關(guān)電 源。高端與低端反激電路，即反激式開關(guān)電源的最終開啟還要決定于各自供電電壓的大小， 只要電壓足夠高就啟動(dòng)工作，否則處于待機(jī)充電狀態(tài)。為了防止反復(fù)振蕩，每級(jí)反激電路設(shè) 置了滯環(huán)電路。如果每級(jí)反激式開關(guān)電源采用了變壓變頻技術(shù)，可以進(jìn)一步改進(jìn)高頻變壓 器和功率器件的設(shè)計(jì)。串聯(lián)反激電源方案可以擴(kuò)展到更多級(jí)數(shù)，適用更高的輸入電壓等級(jí)。 各級(jí)反激電路采用不同的參考地，無需采用隔離器件?？朔苯痈邔捿斎腚妷旱膯渭?jí)反激 開關(guān)電源的各種不足，適合更高寬輸入電壓-低壓電源輸出、功率150W以下的各種應(yīng)用場(chǎng) 合，具有設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎、通用性強(qiáng)等特征，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
圖1為本發(fā)明的電路原理圖。圖2為本發(fā)明的電路原理圖的檢測(cè)電路和電源電路。圖3為本發(fā)明的電路原理圖的反激電路。圖4為本發(fā)明的電路原理圖的控制電路。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括電源電路1、檢測(cè)電路2、控制電路3和反激電路4，其 中檢測(cè)電路2產(chǎn)生兩路電壓檢測(cè)信號(hào)并輸出至控制電路3的輸入端，電源電路1分別與控制電路3、反激電路4相連并輸出一路工作電源，控制電路3生成兩路開啟信號(hào)并輸出至 反激電路4，反激電路4包括高端反激電路和低端反激電路且輸出并聯(lián)，輸出所需的直流電 壓。所述的電源電路1由一個(gè)分壓電路R9、R10、R11、R12和一個(gè)與之并聯(lián)的整流電路 Dll、E4、C3、ZD3組成，其中分壓電路由四個(gè)串聯(lián)電阻R9、RIO、RlU R12組成，整流電路為
半波整流電路。所述的半波整流電路由一個(gè)二極管D11、一個(gè)電解電容E4、一個(gè)交流電容C3和一 個(gè)穩(wěn)壓二極管ZD3組成，其中二極管Dll的陽極連接繞組的一端，其陰極與電解電容的正 極E4、交流電容的C3—端和穩(wěn)壓二極管ZD3的陰極相連，繞組的另一端與電解電容E4的負(fù) 極、交流電容C3的另一端和穩(wěn)壓二極管ZD3的陽極相連。所述的檢測(cè)電路2由第一檢測(cè)電路El、E2、Cl、C2、Rl、R2、R3、R4、ZDl和第二檢測(cè) 電路R5、R6、R7、R8、ZD2組成，其中第一檢測(cè)電路由兩組串聯(lián)且分別配有均壓電容Cl、C2 和均壓電阻Rl、R2、R3、R4的電解電容E1、E2組成，電解電容E1、E2串聯(lián)后的兩端分別與輸 入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連，第二檢測(cè)電路由四個(gè)串聯(lián)電阻R5、R6、R7、R8和一個(gè)穩(wěn)壓 二極管ZD2組成，電阻串聯(lián)后的兩端分別與輸入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連。所述的第一檢測(cè)電路和第二檢測(cè)電路上均分別設(shè)有一個(gè)穩(wěn)壓二極管ZD1、ZD2，該 穩(wěn)壓二極管的陽極均與輸入電壓的負(fù)極相連，其陰極均電阻R3與R4、R7與R8的公共端相 連。所述的控制電路3由總開啟電路R13、R14、R15、A1、A2、D1、D2、R16、R17、TR1減法 電路 A3、A4、A5、R22、R23、R24、R25、分開啟電路 R26、R27、A6、R28、R29、R30、R31、D3、D4、 D5、A7、R32、R33、R34、R35、D6、D7、D8 與光耦隔離電路 OPU TR3、R18、R19、R36、0P2、TR2、 R37、R20、R21組成，其中總開啟電路產(chǎn)生總開啟信號(hào)分別與低端光耦隔離電路0P1、TR3、 R18、R19、R36和高端光耦隔離電路0P2、TR2、R37、R20、R21相連，減法電路產(chǎn)生高端電壓信 號(hào)與高端分開啟電路A7、R32、R33、R34、R35、D6、D7、D8相連，分開啟電路包括分壓支路R26、 R27、低端分開啟電路A6、R28、R29、R30、R31、D3、D4、D5和高端分開啟電路組成，低端分開 啟電路產(chǎn)生控制低端反激電路的開啟信號(hào)并與低端光耦隔離電路相連，高端分開啟電路產(chǎn) 生控制高端反激電路SMPS2的開啟信號(hào)并與高端光耦隔離電路相連，低端光耦隔離電路與 低端反激電路SMPSl相連，高端光耦隔離電路與高端反激電路相連。所述的總開啟電路由窗口比較電路R13、R14、R15、A1、A2、D1、D2和反相電路R16、 R17、TR1組成，其中窗口比較電路由分壓支路R13、R14、R15和運(yùn)算放大器電路A1、A2、D1、 D2。 所述的分壓支路由三個(gè)串聯(lián)電阻Rl3、R14、Rl5組成且由中間電阻R14輸出電壓與 運(yùn)算放大器電路相連Al、A2、D1、D2。所述的運(yùn)算放大器電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器A1、A2和兩個(gè)二極管D1、D2組成且二極 管共陰極連接后與反相電路R16、R17、TRl連接。所述的反相電路R16、R17、TRl連接由兩個(gè)電阻R16、R17和一個(gè)晶體管TRl構(gòu)成 的反相電路，其輸出與低端光耦隔離電路0 1、11 3、1 18、1 19、1 36和高端光耦隔離電路0P2、 R33、R20、R21 相連。所述的減法電路A3、A4、A5、R22、R23、R24、R25由兩個(gè)跟隨電路A3、A4、減法電路A5、R22、R23、RM、R25組成，其中，第一跟隨器A3其輸入端連接第一檢測(cè)電路，其輸出端與 減法電路相連，第二跟隨器A4其輸入端與第二檢測(cè)電路相連，其輸出端與減法電路和窗口 比較電路相連，減法電路與高端分開啟電路相連。所述的第一跟隨器由一個(gè)運(yùn)算放大器A3組成。所述的第二跟隨器由一個(gè)運(yùn)算放大器A4組成。所述的減法電路由四個(gè)電阻R22、R23、R24、R25和一個(gè)運(yùn)算放大器A5組成典型的
減法電路。所述的分開啟電路由分壓支路R26、R27、高端分開啟電路A7、R32、R33、R34、R35、 D6、D7、D8 和低端分開啟電路 R26、R27、A6、R28、R29、R30、R31、D3、D4、D5 組成，其中高端 分開啟電路的輸入端連接減法電路的輸出端，其輸出端與高端光耦隔離電路0P2、TR2、R37、 R20、R21相連，低端分開啟電路與低端光耦隔離電路0P1、TR3、R36、R18、R19相連。所述的高端分開啟電路由一個(gè)滯環(huán)比較電路組成，包括四個(gè)電阻R32、R33、R34、 R35、三個(gè)二極管D6、D7、D8和一個(gè)運(yùn)算放大器A7。所述的低端分開啟電路由一個(gè)滯環(huán)比較電路組成，包括四個(gè)電阻R28、R29、R30、 R31、、三個(gè)二極管D3、D4、D5和一個(gè)運(yùn)算放大器A6。所述的光耦隔離電路由高端光耦隔離電路0P2、TR2、R37、R20、R21和低端光耦隔 離電路0P1、TR3、R36、R18、R19組成，其中高端光耦隔離電路的輸出端與高端反激電路 SMPS2的輸入控制端相連，低端光耦隔離電路的輸出端與低端反激電路SMPSl的輸入控制 端相連。所述的高端光耦隔離電路由一個(gè)光耦0P2、一個(gè)晶體管TR2和三個(gè)電阻R37、R20、 R21組成，其中光耦0P2和一個(gè)電阻R37構(gòu)成隔離信號(hào)傳遞電路，晶體管TR2和兩個(gè)電阻 R20、R21構(gòu)成高端光耦控制電路。所述的低端光耦隔離電路由一個(gè)光耦0P1、一個(gè)晶體管TR3和三個(gè)電阻R36、R18、 R19組成，其中光耦OPl和一個(gè)電阻R36構(gòu)成隔離信號(hào)傳遞電路，晶體管TR3和兩個(gè)電阻 R18、R19構(gòu)成低端光耦控制電路。所述的反激電路4包括第一反激電路SMPS1、第二反激電路SMPS2和輸出并聯(lián)電 路D9、D10、E3、R38，其中第一反激電路包括常規(guī)或采用變壓變頻技術(shù)的單端反激開關(guān)電 源SMPS1，第二反激電路SMPS2包括常規(guī)或采用變壓變頻技術(shù)的單端反激開關(guān)電源，輸出并 聯(lián)電路包括兩個(gè)整流二極管D9、D10、一個(gè)電解電容E3和一個(gè)電阻假負(fù)載R38，將第一反激 電路、第二反激電路的輸出并聯(lián)。本實(shí)施例中所述的檢測(cè)電路、電源電路、控制電路和反激電路組成總壓與分壓同 時(shí)受控的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其作用是通過對(duì)高寬輸入直流電壓進(jìn)行均壓得到串聯(lián)的低寬 直流電壓，分別為串聯(lián)的反激開關(guān)電源供電，如果總電壓高于開啟電壓，輸出總開啟信號(hào)， 每級(jí)反激電源的輸入電壓各自高于閾值時(shí)，產(chǎn)生控制反激電路的分控制信號(hào)，該反激開關(guān) 電源即啟動(dòng)。兩級(jí)反激電源可能同時(shí)待機(jī)、工作或只有一級(jí)工作。同時(shí)，反激電源為控制電 路提供工作電源。反激開關(guān)電源的輸出并聯(lián)，不僅使得后級(jí)反激變換器的設(shè)計(jì)與成熟的傳 統(tǒng)單端反激電源設(shè)計(jì)一致，簡(jiǎn)化高頻變壓器和開關(guān)電路的設(shè)計(jì)，而且可以很好地解決輸入 直流電壓均壓?jiǎn)栴}，增強(qiáng)供電的可靠性。本實(shí)施例中直流輸入電壓高寬范圍，例如上限電壓1400V，下限電壓500V。輸出低壓直流電壓，如士MV、士 15V、士 12V、士5、士3.3V等。檢測(cè)電路、反激電源部分的器件選 擇900V電壓等級(jí)，控制電路、電源電路部分器件電壓等級(jí)選擇控制低壓等級(jí)。本發(fā)明一組實(shí)施例的參數(shù)為輸入直流上限電壓1400V，輸出直流電壓為單路如 +15V等，額定總功率為100W。900V電壓等級(jí)的器件電阻 R1、R3、R5、R7 :330kQ，2W，插件；電阻 R2、R4、R6、R8 2. 2k Ω，Iff,插件；電阻 R9、R10、R11 :150kQ，2W，插件；電阻 R12 :20kQ，2W，插件;電解電容El、E2 :750ν，220μΡ，插件，每個(gè)電容可以再由多個(gè)電容串聯(lián)，以便提高 耐壓能力；交流電容Cl、C2、C3 2. 2 μ F, 1200V ；反激開關(guān)電源SMPSl、SMPS2 :900V電壓等級(jí)；穩(wěn)壓二極管S)l、ZD2 :5V, 6A ；穩(wěn)壓二極管ZD3 :16V, 2A ；Dll普通二極管01、02、03、04、05、06、07、08:700V,0. 5A ；反向快速恢復(fù)二極管D9、D10、D11 :700V, 2A ；電解電容E3 :50V，220 μ F，插件；電阻 R38 :100Ω，2W，插件；控制電壓等級(jí)的器件工作電源+15V三極管TR1、TR2、TR3 :NPN C9013、S9013運(yùn)算放大器41、42、43、44、45、46、々7 軌對(duì)軌運(yùn)算放大器，如TLC2272 ；電阻 R13、R14、R15、R16、R17 :5. Ik Ω，1/4W ；電阻 R18、R19、R36 :5. Ik Ω，1/4W ；電阻 R20、R21、R37 :5. IkQ , 1/4W ；電阻 R22、R23、R24、R25 5. Ik Ω，1/4W ；電阻 R26、R27 :5. Ik Ω，1/4W ；%ffiR28、R29、R30、R31、R32、R34、R35 :5. IkQ , 1/4W ；光電耦合器0P1、0P2 :PC817 ；本實(shí)施例對(duì)輸入電壓進(jìn)行兩級(jí)均壓，分別為串聯(lián)結(jié)構(gòu)的反激式開關(guān)電源供電，可 以承受更高更寬的輸入電壓范圍。對(duì)總輸入電壓進(jìn)行監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)輸入電壓的過壓與欠 壓保護(hù)，保護(hù)整個(gè)電路；分壓較高時(shí)反激式開關(guān)電源就進(jìn)入工作狀態(tài)，反激式開關(guān)電源的內(nèi) 部工作狀態(tài)采取滯環(huán)切換。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征在于，包括電源電路、檢測(cè)電路、控制電路和反激 電路，其中檢測(cè)電路產(chǎn)生兩路電壓檢測(cè)信號(hào)并輸出至控制電路的輸入端，電源電路分別與 控制電路、反激電路相連并輸出一路工作電源，控制電路生成兩路開啟信號(hào)并輸出至反激 電路，反激電路包括高端和低端反激電路且輸出并聯(lián)，輸出所需的直流電壓；所述的檢測(cè)電路由第一檢測(cè)電路和第二檢測(cè)電路組成，其中第一檢測(cè)電路由兩組串 聯(lián)且分別配有均壓電容和均壓電阻的電解電容組成，串聯(lián)后的該電解電容的兩端分別與輸 入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連，第二檢測(cè)電路由四個(gè)串聯(lián)電阻和一個(gè)穩(wěn)壓二極管組成， 串聯(lián)后的兩端分別與輸入電壓正極和輸入電壓負(fù)極相連；所述的控制電路由總開啟電路、減法電路、低端分開啟電路、高端分開啟電路、低端光 耦隔離電路和高端光耦隔離電路組成，其中總開啟電路產(chǎn)生總開啟信號(hào)分別與低端和高 端光耦隔離電路相連，減法電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)高端反激電路的電壓信號(hào)與高端分開啟電路相 連，低端分開啟電路產(chǎn)生控制低端反激電路的開啟信號(hào)并與低端光耦隔離電路相連，高端 分開啟電路產(chǎn)生控制高端反激電路的開啟信號(hào)并與高端光耦隔離電路相連，低端光耦隔離 電路與低端反激電路相連，高端光耦隔離電路與高端反激電路相連；所述的反激電路由高端反激電路、低端反激電路和濾波電路構(gòu)成，高端反激電路與低 端反激電路的輸出均與整流濾波電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的電源電路由一個(gè)分壓 電路和一個(gè)與之并聯(lián)的整流電路組成，其中分壓電路由四個(gè)串聯(lián)電阻組成，整流電路為半 波整流電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的半波整流電路由一個(gè) 二極管、一個(gè)電解電容、一個(gè)交流電容和一個(gè)穩(wěn)壓二極管組成，其中二極管的陽極連接繞 組的一端，其陰極與電解電容的正極、交流電容的一端和穩(wěn)壓二極管的陰極相連，繞組的另 一端與電解電容的負(fù)極、交流電容的另一端和穩(wěn)壓二極管的陽極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的第一檢測(cè)電路和第二 檢測(cè)電路上均分別設(shè)有一個(gè)穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的陽極均與輸入電壓的負(fù)極相連， 其陰極均與靠近輸入電壓負(fù)極的兩個(gè)電阻的公共端相連；經(jīng)過第一檢測(cè)電路的電阻分壓和 穩(wěn)壓產(chǎn)生對(duì)應(yīng)低端反激電路輸入電壓的檢測(cè)信號(hào)；經(jīng)過第二檢測(cè)電路的電阻分壓和穩(wěn)壓產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)總輸入電壓的檢測(cè)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的總開啟電路由窗口比 較電路和反相電路組成，其中窗口比較電路由分壓支路、運(yùn)算放大器電路和反相電路組 成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的分壓支路由三個(gè)串聯(lián) 電阻組成且由中間電阻輸出電壓與運(yùn)算放大器電路相連；所述的運(yùn)算放大器電路由兩個(gè)運(yùn) 算放大器和兩個(gè)二極管組成且二極管共陰極連接后與反相電路連接；所述的反相電路連接 由兩個(gè)電阻和一個(gè)晶體管構(gòu)成的反相電路，其輸出與低端和高端光耦隔離電路相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的減法電路由兩個(gè)跟隨 電路與一個(gè)相減電路組成，其中，第一跟隨器其輸入端連接第一檢測(cè)電路，其輸出端與減法 電路相連，第二跟隨器其輸入端與第二檢測(cè)電路相連，其輸出端與減法電路和窗口比較電 路相連，減法電路與低端和高端分開啟電路相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的第一跟隨器和第二跟 隨器均為運(yùn)算放大器；所述的相減電路由四個(gè)電阻和一個(gè)運(yùn)算放大器組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的高端分開啟電路和低 端分開啟電路均為滯環(huán)比較電路，該滯環(huán)比較電路由四個(gè)電阻、三個(gè)二極管和一個(gè)運(yùn)算放 大器組成；所述的高端光耦隔離電路和低端光耦隔離電路均由一個(gè)光耦、一個(gè)晶體管和三 個(gè)電阻組成，其中光耦和一個(gè)電阻構(gòu)成隔離信號(hào)傳遞電路，晶體管和兩個(gè)電阻構(gòu)成光耦控 制電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)反激開關(guān)電源，其特征是，所述的第一反激電路為典型 的單端反激開關(guān)電源，具有輸出電源用次級(jí)繞組和工作電源用的輔助繞組；所述的第二反 激電路為典型的單端反激開關(guān)電源，具有輸出電源用次級(jí)繞組和工作電源用的輔助繞組; 所述的濾波電路為半波整流濾波電流由于兩個(gè)二極管、一個(gè)電解電容和一個(gè)電阻假負(fù)載組 成。
全文摘要
一種開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域的串聯(lián)反激開關(guān)電源，包括電源電路、檢測(cè)電路、控制電路和反激電路，檢測(cè)電路產(chǎn)生兩路電壓檢測(cè)信號(hào)并輸出至控制電路的輸入端，電源電路分別與控制電路、反激電路相連并輸出一路工作電源，控制電路生成兩路開啟信號(hào)并輸出至反激電路，反激電路包括高端和低端反激電路且輸出并聯(lián)，輸出所需的直流電壓。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高壓直流-低壓直流變換，適合高寬輸入電壓，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/338GK102142778SQ20111010797
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者曹中圣, 楊喜軍, 王虎, 蔣婷 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)