CN101599700B - 反激变换器 - Google Patents

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一种反激变换器，其包括一电压输入端、一第一变压器、一开关管、一负载和一辅助电路。该第一变压器包括一第一初级绕组和一第一次级绕组，该第一次级绕组为该负载提供电压。该辅助电路包括一第一二极管、一第二二极管、一电容和一第二变压器。该第二变压器包括一第二初级绕组和一第二次级绕组。该电压输入端经该第二初级绕组和该第一初级绕组串联到该开关管的漏极。该开关管的源极接地，其栅极接收一脉冲。该第一二极管的阳极经由该电容接地，其阴极串联该第二次级绕组后与该第一初级绕组的同名端连接，该第二二极管的阴极经由该电容接地，其阳极与该开关管的漏极电连接。

Description

反激变换器
技术领域
本发明涉及一种反激变换器。
背景技术
反激变换器因具有电路简单和输出效率高的特点，现已广泛应用在有多组输出的直流电压电路中。
请参阅图1，是一种现有技术反激变换器的电路结构图。该反激变换器1包括一电压输入端11、一变压器12、一开关管13、一二极管14、一电容15和一负载16。该电压输入端11为直流电压输入端，该开关管13为N信道增强型场效应晶体管。
该变压器12包括一初级绕组120和一次级绕组130。该初级绕组120包括一第一端121和一第二端122。该次级绕组130包括一第三端123和一第四端124。该第一端121与该第四端124为同名端。
该电压输入端11与该第一端121连接。该开关管13的漏极与该第二端122连接，其源极接地，其栅极接收一脉冲P1，该脉冲P1控制该开关管13的导通与截止。该二极管14的阳极与该第三端123连接，其阴极经由该电容15与该负载16并联所形成的支路接地。该第四端124接地。
该反激变换器1的工作原理如下：
当该脉冲P1为高电位时，该开关管13导通，这时该变压器12相当于一个电感，其初级绕组120的电流逐渐增加。该次级绕组130感应出电压，并且该第三端123的电位低于该第四端124的电位，因此该二极管14截止，该次级绕组130没有感生电流。
当该脉冲P1为低电位时，该开关管13截止，这时该变压器12的初级绕组120的电流逐渐降为零。该次级绕组130感应出电压，并且该第三端123的电位高于该第四端124的电位，因此该二极管14导通，该次级绕组130产生感生电流，经该电容15滤波后为该负载16供电。
该反激变换器1通过控制该开关管13的导通占空比，来调定该变压器12的初级绕组120的峰值电流。
然而，该开关管13由截止到导通时，其电流上升与电压下降同时进行，会产生导通损耗。该开关管13由导通到截止时，其电压上升与电流下降同时进行，会产生截止损耗。该导通损耗与该截止损耗统称为开关损耗。该开关管13的开关频率越大，开关损耗越大。该开关损耗限制了该反激变换器1的开关频率提高，从而限制了该反激变换器1的小型化和轻量化。
发明内容
为解决现有技术反激变换器开关损耗较高的问题，有必要提供一种开关损耗较低的反激变换器。
一种反激变换器，其包括一电压输入端、一第一变压器、一开关管、一负载和一辅助电路。该第一变压器包括一第一初级绕组和一第一次级绕组，该第一次级绕组为该负载提供电压。该辅助电路包括一第二变压器、一第一二极管、一第二二极管和一电容。该第二变压器包括一第二初级绕组和一第二次级绕组。该第二初级绕组与该第一初级绕组串联，该电压输入端依序经该第二初级绕组和该第一初级绕组连接到该开关管的漏极。该开关管的源极接地，该开关管的栅极接收一脉冲。该第一二极管的阳极经由该电容接地，其阴极经该第二次级绕组连接至该第二初级绕组与该第一初级绕组之间的节点，该第二二极管的阴极经由该电容接地，其阳极与该开关管的漏极电连接。
一种反激变换器，其包括一电压输入端、一第一变压器、一开关管和一辅助电路。该第一变压器包括一第一初级绕组和一第一次级绕组，该第一次级绕组为负载提供电压。该辅助电路包括一第二变压器、一第一二极管、一第二二极管和一电容。该第二变压器包括一第二初级绕组和一第二次级绕组。该第二初级绕组串联在该电压输入端和该第一初级绕组之间，该第二二极管和该第一二极管正向串联后与该第二次级绕组串联构成一支路，该支路与该第一变压器并联，该第一二极管和该第二二极管间的节点经由该电容接地。该第二初级绕组抑制该第一初级绕组的电流上升速率，该电容抑制该开关管截止时其漏极与源极间的电压上升速率，该电容通过该支路充电和放电。
相较于现有技术，本发明的反激变换器包括一辅助电路。当该开关管由截止到导通时，由于该第二初级绕组的阻抗作用，使该开关管的导通电流不会发生突变，减少该开关管的导通损耗。当该开关管由导通到截止时，由于该电容的充电过程，使该开关管的漏极与源极之间电压不会发生突变，减少该开关管的截止损耗。当该开关管完全导通时，由于该第二次级绕组感应出电压，使该第一二极管导通，该电容经由该第一二极管和该第二次级绕组为该第一变压器供电，减少该电容的电压损耗。
附图说明
图1是一种现有技术反激变换器的电路结构图。
图2是本发明反激变换器一较佳实施方式的电路结构图。
具体实施方式
请参阅图2，是本发明反激变换器一较佳实施方式的电路结构图。该反激变换器2包括一电压输入端21、一第一变压器22、一开关管24、一辅助电路33、一滤波电路34、一整流滤波电路35和一负载31。该电压输入端21为直流电压输入端，该开关管24为N信道增强型场效应晶体管。该负载31为一电阻。
该第一变压器22包括一第一初级绕组220和一第一次级绕组250。该第一初级绕组220包括一第一端221和一第二端222。该第一次级绕组250包括一第三端223和一第四端224。该第一端221与该第四端224为同名端。
该辅助电路33包括一第二变压器23、一第一二极管25、一第二二极管26、一第一电容28和一电感32。该第二变压器23的线圈数量较少。该第一电容28的电容容量较小。该电感32的电感值较小。
该第二变压器23包括一第二初级绕组230和一第二次级绕组240。该第二初级绕组230包括一第五端231和一第六端232。该第二次级绕组240包括一第七端233和一第八端234。该第五端231与该第七端233为同名端。
该滤波电路34包括一第二电容29。
该整流滤波电路35包括一第三二极管27和一第三电容30。
该电压输入端21与该第五端231连接。该第一端221经由该第二电容29接地，该第二端222经由该电感32与该开关管24的漏极连接，该第三端223与该第三二极管27的阳极连接，该第四端224接地。该第六端232经由该第二电容29接地，该第七端233也经由该第二电容29接地，该第八端234与该第一二极管25的阴极连接。该第一二极管25的阳极经由该第一电容28接地。
该开关管24的源极接地，其栅极接收一脉冲P2，该脉冲P2控制该开关管24的导通与截止。该第二二极管26的阳极与该第二端222连接，其阴极经由该第一电容28接地。该第三二极管27的阴极经由该第三电容30与该负载31并联所形成的支路接地。
该反激变换器2的工作原理如下：
当该脉冲P2由高电位到低电位时，该开关管24由导通到截止，该电压输入端21经由该第二初级绕组230、该第一初级绕组220和该第二二极管26为该第一电容28充电，该第一电容28的电压缓慢上升。该第一电容28的电压与该开关管24的漏极与源极之间电压相等，该第一电容28的电压缓慢上升，使得该开关管24的漏极与源极之间电压不会发生突变，实现该开关管24的零电压截止。
当该脉冲P2为低电位时，该开关管24截止，该第一初级绕组220的电流减少。此时，该第一次级绕组250感应出电压，并且该第三端223的电压高于该第四端224的电压，因此该第三二极管27导通。该第一次级绕组250感应出电流，该电流经由该第三电容30滤波后为该负载31供电。
同时，当该开关管24截止时，该第二初级绕组230的电流减少。此时，该第二次级绕组240感应出电压，并且该第七端233的电位低于该第八端234的电位，把该第一二极管25的阴极电位拉高，使该第一二极管25截止。该第一电容28无法通过该第一二极管25放电。
当该脉冲P2由低电位到高电位时，该开关管24由截止到导通。此时，该第一初级绕组220的电流由于受到该电感32和该第二初级绕组230的阻抗，电流上升缓慢，即该开关管24的导通电流上升缓慢，实现该开关管24的零电流导通。
当该脉冲P2为高电位时，该开关管24导通。此时，该第一变压器22相当于一电感，其第一初级绕组220的电流逐渐增加。该第一次级绕组250感应出电压，并且该第三端223的电位低于该第四端224的电位，因此该第三二极管27截止，即该第一次级绕组250没有感生电流，不为该负载31供电。
同时，当该开关管24导通时，该第二初级绕组230的电流上升，该第二次级绕组240感应出电压。此时，该第七端233的电位高于该第八端234的电位，把该第一二极管25的阴极电位拉低，使得该第一二极管25导通，该第一电容28经由该第一二极管25和该第二次级绕组240为该第二电容29充电或为该第一变压器22提供电压。
该反激变换器2通过控制该开关管24的导通占空比，来调定该第一变压器22的第一初级绕组220的峰值电流。
相较于现有技术，该反激变换器2包括一辅助电路33。该辅助电路33包括一第二变压器23、一第一二极管25、一第一电容28和一电感32。当该开关管24由截止到导通时，由于该电感32和该第二初级绕组230的阻抗作用，使该开关管24的导通电流不会发生突变，减少该开关管24的导通损耗。当该开关管24由导通到截止时，由于该第一电容28的充电过程，使该开关管24的漏极与源极之间电压不会发生突变，减少该开关管24的截止损耗。当该开关管24完全导通时，由于该第二次级绕组240的感生电压，使该第一二极管25导通，该第一电容28经由该第一二极管25和该第二次级绕组240为该第二电容29充电或为该第一变压器22提供电压，减少该第一电容28的电压损耗。
然而，本发明的反激变换器2并不限于上述实施方式所述，如该第二二极管26的阳极可以直接与该开关管24的漏极连接，该第一变压器22、该第二变压器23和该电感32的位置可以相互调换，只需满足该电压输入端21经过该第二电容29滤波后再为该第一变压器22供电。

Claims (10)

1.一种反激变换器，其包括一电压输入端、一负载、一第一变压器和一开关管，该开关管的源极接地，其栅极接收一脉冲，该第一变压器包括一第一初级绕组和一第一次级绕组，该第一次级绕组为该负载提供电压，其特征在于：该反激变换器进一步包括一辅助电路，该辅助电路包括一第一电容、一第一二极管、一第二二极管和一第二变压器，该第二变压器包括一第二初级绕组和一第二次级绕组，该第二初级绕组与该第一初级绕组串联，该电压输入端依序经该第二初级绕组和该第一初级绕组连接到该开关管的漏极，该第一二极管的阳极经由该第一电容接地，其阴极经该第二次级绕组连接至该第二初级绕组与该第一初级绕组之间的节点，该第二二极管的阴极经由该第一电容接地，其阳极与该开关管的漏极电连接。
2.如权利要求1所述的反激变换器，其特征在于：该辅助电路进一步包括一电感，该电感串联于该开关管的漏极与该第一初级绕组之间。
3.如权利要求1所述的反激变换器，其，特征在于：该反激变换器进一步包括一第三二极管，该第三二极管的阳极经由该第一次级绕组接地，其阴极经由该负载接地。
4.如权利要求1所述的反激变换器，其特征在于：该第一初级绕组包括一第一端和一与该开关管的漏极电连接的第二端，该第一次级绕组包括一第三端和一第四端，该第一端和该第四端为同名端，该第四端接地。
5.如权利要求1所述的反激变换器，其特征在于：该第二初级绕组包括一第五端和一第六端，该第二次级绕组包括一第七端和一第八端，该第五端与该第七端为同名端，该第五端与该电压输入端电连接，该第七端与该第六端连接。
6.如权利要求4所述的反激变换器，其特征在于：该反激变换器进一步包括一第二电容，该第二电容的一端与该第一端连接，其另一端接地。
7.如权利要求3所述的反激变换器，其特征在于：该反激变换器进一步包括一第三电容，该第三电容与该负载并联，该第三二极管的阴极经由该第三电容接地。
8.如权利要求1所述的反激变换器，其特征在于：该负载为一电阻。
9.如权利要求1所述的反激变换器，其特征在于：该开关管为N信道增强型场效应晶体管。
10.一种反激变换器，其包括一电压输入端、一第一变压器和一开关管，该第一变压器包括一第一初级绕组和一第一次级绕组，该第一次级绕组为负载提供电压，其特征在于：该反激变换器进一步包括一辅助电路，该辅助电路包括一第一电容、一第一二极管、一第二二极管和一第二变压器，该第二变压器包括一第二初级绕组和一第二次级绕组，该第二初级绕组串联于该电压输入端和该第一初级绕组之间，该第二二极管和该第一二极管正向串联后与该第二次级绕组串联构成一支路，该支路与该第一变压器并联，该第一二极管和该第二二极管之间的节点经由该第一电容接地，该第二初级绕组抑制该第一初级绕组的电流上升速率，该第一电容抑制该开关管截止时其漏极与源极间的电压上升速率，该第一电容通过该支路充电和放电。
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