專利名稱：一種單端正激功率變換器的制作方法
一種單端正激功率變換器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高頻開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單端正激功率變換器。
技術(shù)背景
單端正激電路結(jié)構(gòu)是中小功率高頻開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域的一種最通用的技術(shù)，其電路簡單可靠，磁性元件體積較小，而且容易設(shè)計(jì)。當(dāng)原邊開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，輸入電源通過變壓器向負(fù)載傳送能量，同時(shí)，變壓器的勵(lì)磁電流達(dá)到最大值。由于勵(lì)磁電流無法通過變壓器傳遞到副邊，所以需要增加勵(lì)磁電流復(fù)位電路，否則會(huì)由于變壓器飽和，即需要增加磁復(fù)位電路。
而箝位技術(shù)是眾多磁復(fù)位技術(shù)中最為可靠、轉(zhuǎn)換效率和綜合性能最高的技術(shù)，也是國內(nèi)外眾多電源廠商研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一。箝位技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如提高變壓器的利用率，降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力，提高功率轉(zhuǎn)換的效率和功率密度等。
目前已經(jīng)有處于變壓器副邊的箝位電路技術(shù)，這個(gè)技術(shù)都只能解決副邊是同步整流的電路結(jié)構(gòu)的磁復(fù)位問題，這就使得這個(gè)技術(shù)無法應(yīng)用在副邊二極管整流的電路形式中。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種單端正激變換器，能夠在副邊二極管整流的電路中實(shí)現(xiàn)磁復(fù)位。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種單端正激變換器，包括變壓器 T、原邊開關(guān)管Q1、整流濾波模塊和箝位模塊，所述整流濾波模塊包括整流管D1、續(xù)流管 D2、濾波電感L、濾波電容C2，其中，所述整流管Dl的陰極與變壓器T的副邊異名端相連，整流管Dl的陽極與輸出負(fù)端和續(xù)流管D2的陽極相連，所述續(xù)流管D2的陰極與變壓器T副邊的同名端和電感L的一端相連，所述電感L的另一端與輸出正端相連，所述濾波電容C2連接在輸出正端和輸出負(fù)端之間；
所述箝位模塊包括箝位管Q2、箝位電容Cl、放電管Q3、放電反向二極管D3，所述箝位管Q2和箝位電容Cl組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在整流管Dl的兩端，所述放電管Q3和放電反向二極管D3組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在續(xù)流管D2的兩端；
所述箝位管Q2和放電管Q3與原邊開關(guān)管Ql是反向開通和關(guān)斷的。
優(yōu)選地，所述箝位管Q2和放電管Q3均為NMOS管；
所述箝位管Q2的源極與所述箝位電容Cl的一端相接，所述箝位電容Cl的另一端與整流管Dl的陰極相連，所述箝位管Q2的漏極與整流管Dl的陽極相連，所述箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T的輔助繞組的異名端；
所述放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陽極相連，所述放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3的陰極相連，所述放電反向二極管D3的陽極與續(xù)流管D2的陰極相連，所述放電管Q3的柵極通過電阻R2接到所述變壓器T的輔助繞組的異名端；所述放電管Q3的源極還與所述變壓器T的輔助繞組的同名端相連。
優(yōu)選地，所述箝位管Q2和放電管Q3均為PMOS管；
所述箝位管Q2的漏極與所述箝位電容Cl 一端相接，所述箝位電容Cl的另一端與整流管Dl的陰極相連，所述箝位管Q2的源極與整流管Dl的陽極相連，所述箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T輔助繞組的同名端；
所述放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陰極相連，所述放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3的陽極相連，所述放電反向二極管D3的陰極與續(xù)流管D2的陽極相連，所述放電管Q3的柵極通過電阻R2接到所述變壓器T的輔助繞組的同名端；所述放電反向二極管D3 的陰極還與所述變壓器T的輔助繞組的異名端相連。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，能夠在副邊二極管整流電路中實(shí)現(xiàn)的磁復(fù)位。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明提供的一種單端正激變換器的示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種單端正激變換器的具體電路示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種單端正激變換器的具體電路示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
圖1示出了本發(fā)明提供的一種單端正激變換器的示意圖，如圖1所示，該單端正激變換器包括變壓器T、原邊開關(guān)管Q1、整流濾波模塊和箝位模塊。
變壓器T原邊的同名端與電路正輸入端+VIN相連，變壓器T原邊的異名端通過原邊開關(guān)管Ql與電路負(fù)輸入端-VIN相連。
整流濾波模塊包括整流管D1、續(xù)流管D2、濾波電感L和濾波電容C2。其中，整流管Dl的陰極與變壓器T的副邊異名端相連，整流管Dl的陽極與輸出負(fù)端-VOUT以及電感 L的一端相連，電感L的另一端與輸出正端+VOUT相連。
濾波電容C2連接在輸出正端+VOUT和輸出負(fù)端-VOUT之間。
箝位模塊包括箝位管Q2、箝位電容Cl、放電管Q3、放電反向二極管D3。箝位管Q2 和箝位電容Cl組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在整流管Dl的兩端，放電管Q3和放電反向二極管D3 組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在續(xù)流管D2的兩段。
箝位管Q2和放電管Q3與原邊開關(guān)管Ql是反向開通和關(guān)斷的。
在實(shí)際中，上述箝位管Q2和放電管Q3可以有很多種類型，以下僅以NMOS管和 PMOS管兩種類型具體詳細(xì)說明。
實(shí)施例一
圖2示出了本實(shí)施例提供的單端正激變換器的具體電路示意圖，如圖2所示，在本實(shí)施例中，箝位管Q2和放電管Q3均為NMOS管。
圖2中與圖1中相同的元件以及連接關(guān)系在這里不再贅述，僅僅對于箝位管Q2和放電管Q3有關(guān)的元件的連接關(guān)系做說明。
箝位管Q2的源極與箝位電容Cl的一端相連，箝位電容Cl的另一端與整流管Dl 的陰極相連，箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T的輔助繞組的異名端。
放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陽極相連，放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3 的陰極相連，所述放電反向二極管D3的陽極與續(xù)流管D2的陰極相連。放電管Q3的柵極通過電阻R2接到變壓器T的輔助繞組的異名端。此外放電管Q3的源極還與變壓器T的輔助繞組的同名端相連。
以下詳細(xì)說明圖2示出的單端正激變換器的實(shí)施例的工作原理。
當(dāng)原邊開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，變壓器T的原邊正向勵(lì)磁，并且原邊的同名端為正電壓， 變壓器T的副邊繞組的同名端也為正電壓。整流管Dl導(dǎo)通，變壓器T向負(fù)載傳送能量，同時(shí)輸出濾波電感L的電流增大，存儲(chǔ)能量。變壓器T的輔助繞組的異名端為負(fù)電壓，該負(fù)電壓通過電阻Rl和R2分別夾在箝位管Q2和放電管Q3的柵極，使得箝位管Q2和放電管Q3 關(guān)斷，所以放電反向二極管D3、放電管Q3和原邊開關(guān)管Ql的回路不能對變壓器T的副邊構(gòu)成短路。
當(dāng)原邊開關(guān)管Ql關(guān)斷時(shí)，變壓器T的副邊會(huì)感應(yīng)反向電壓，即變壓器T的副邊的異名端為正電壓。整流管Dl關(guān)斷時(shí)，輸出濾波電感L通過續(xù)流管D2進(jìn)行續(xù)流，同時(shí)向負(fù)載釋放能量。在原邊開關(guān)管Ql關(guān)斷初期，由于電磁感應(yīng)的作用，變壓器的勵(lì)磁電流從副邊異名端流出，經(jīng)過箝位電容Cl、箝位管C2的寄生體二極管、續(xù)流管D2，回流到變壓器T的副邊的同名端，勵(lì)磁電流逐漸減小，箝位電容Cl因此被充電，電壓升高。當(dāng)勵(lì)磁電流減小到零時(shí)，將產(chǎn)生反向電流。由于變壓器T的輔助繞組的異名端也為正電壓，這個(gè)電壓通過驅(qū)動(dòng)電阻Rl和R2分別加到箝位管Q2和放電管Q3的柵極，使得箝位管Q2和放電管Q3導(dǎo)通，所以在勵(lì)磁電流減小到零以后，箝位電容Cl就通過變壓器副邊繞組、續(xù)流支路、箝位管Q2使得勵(lì)磁電流反向增加，一直到下一個(gè)周期導(dǎo)通為止，這就實(shí)現(xiàn)了變壓器的磁復(fù)位。
續(xù)流支路會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，當(dāng)電感電流連續(xù)，續(xù)流管D2導(dǎo)通時(shí)，續(xù)流支路為續(xù)流管D2 ；當(dāng)電感電流斷續(xù)時(shí)，續(xù)流管D2關(guān)斷，續(xù)流支路則為放電反向二極管D3和放電管Q3。
因?yàn)榘雽?dǎo)體二極管和MOS管的導(dǎo)通壓降幾乎可以忽略，所說這就保證了整個(gè)變換器工作在任何負(fù)載狀態(tài)時(shí)，在原邊開關(guān)管關(guān)斷，副邊進(jìn)行磁復(fù)位時(shí)，復(fù)位電容加在變壓器副邊的電壓是相同的，復(fù)位功能可靠，如果箝位電容足夠大，復(fù)位電壓只和輸出電壓以及電壓工作的占空比有關(guān)，與其他參數(shù)都無關(guān)，這使得復(fù)位電壓不會(huì)產(chǎn)生突變，整個(gè)電路能夠可靠工作。
實(shí)施例二
圖3示出了本實(shí)施例提供的一種單端正激變換器的具體電路示意圖，如圖3所示， 在本實(shí)施例中，箝位管Q2和放電管Q3均為PMOS管。
圖3中與圖1中相同的元件以及連接關(guān)系在這里不再贅述，僅僅對于箝位管Q2和放電管Q3有關(guān)的元件以及連接關(guān)系做說明。
箝位管Q2的漏極與箝位電容Cl的一端相連，所述箝位電容Cl的另一端與整流管 Dl的陰極相連。因此箝位管Q2的漏極就和變壓器T的副邊繞組異名端相連。
箝位管Q2的源極與整流管Dl的陽極相連，所以箝位管Q2的源極也和輸出負(fù)端-V0UT、以及續(xù)流管D2的陽極相連。
箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T輔助繞組的同名端。
放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陰極相連，所以放電管Q3也與變壓器T的副邊繞組同名端相連。
放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3的陽極相連，放電反向二極管D3的陰極與續(xù)流管D2的陽極相連，因此放電反向二極管D3的陰極也與輸出負(fù)端-VOUT以及整流管Dl 的陽極相連。
放電管Q3的柵極通過電阻R2接到變壓器T的輔助繞組的同名端。
放電反向二極管D3的陰極還與變壓器T的輔助繞組的異名端相連。
本實(shí)施例中電路與實(shí)施例一中的電路的工作原理類似，這里不再贅述。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種單端正激變換器，其特征在于，包括變壓器τ、原邊開關(guān)管Q1、整流濾波模塊和箝位模塊，所述整流濾波模塊包括整流管D1、續(xù)流管D2、濾波電感L、濾波電容C2，其中，所述整流管Dl的陰極與變壓器T的副邊異名端相連，整流管Dl的陽極與輸出負(fù)端和續(xù)流管 D2的陽極相連，所述續(xù)流管D2的陰極與變壓器T副邊的同名端和電感L的一端相連，所述電感L的另一端與輸出正端相連，所述濾波電容C2連接在輸出正端和輸出負(fù)端之間；所述箝位模塊包括箝位管Q2、箝位電容Cl、放電管Q3、放電反向二極管D3，所述箝位管Q2和箝位電容Cl組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在整流管Dl的兩端，所述放電管Q3和放電反向二極管D3組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在續(xù)流管D2的兩端；所述箝位管Q2和放電管Q3與原邊開關(guān)管Ql是反向開通和關(guān)斷的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端正激變換器，其特征在于，所述箝位管Q2和放電管Q3均為NMOS管；所述箝位管Q2的源極與所述箝位電容Cl的一端相接，所述箝位電容Cl的另一端與整流管Dl的陰極相連，所述箝位管Q2的漏極與整流管Dl的陽極相連，所述箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T的輔助繞組的異名端；所述放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陽極相連，所述放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3的陰極相連，所述放電反向二極管D3的陽極與續(xù)流管D2的陰極相連，所述放電管Q3 的柵極通過電阻R2接到所述變壓器T的輔助繞組的異名端；所述放電管Q3的源極還與所述變壓器T的輔助繞組的同名端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端正激變換器，其特征在于，所述箝位管Q2和放電管Q3均為PMOS管；所述箝位管Q2的漏極與所述箝位電容Cl 一端相接，所述箝位電容Cl的另一端與整流管Dl的陰極相連，所述箝位管Q2的源極與整流管Dl的陽極相連，所述箝位管Q2的柵極通過電阻Rl接到變壓器T輔助繞組的同名端；所述放電管Q3的源極與續(xù)流管D2的陰極相連，所述放電管Q3的漏極與放電反向二極管D3的陽極相連，所述放電反向二極管D3的陰極與續(xù)流管D2的陽極相連，所述放電管Q3 的柵極通過電阻R2接到所述變壓器T的輔助繞組的同名端；所述放電反向二極管D3的陰極還與所述變壓器T的輔助繞組的異名端相連。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種單端正激變換器，包括變壓器T、原邊開關(guān)管Q1、整流濾波模塊和箝位模塊，整流濾波模塊包括整流管D1、續(xù)流管D2、濾波電感L、濾波電容C2；箝位模塊包括箝位管Q2、箝位電容C1、放電管Q3、放電反向二極管D3，箝位管Q2和箝位電容C1組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在整流管D1的兩端，放電管Q3和放電反向二極管D3組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在續(xù)流管D2的兩端；箝位管Q2和放電管Q3與原邊開關(guān)管Q1是反向開通和關(guān)斷的。
文檔編號H02M3/335GK102497106SQ201110400158
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者王丹, 金祖敏 申請人:北京新雷能科技股份有限公司, 深圳市雷能混合集成電路有限公司