CN103595027B - 一种防止电源输出电流倒灌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止电源输出电流倒灌的方法，其具体实现步骤为：在电流输入端设置滤波整流电路，通过该滤波整流后将交流电转化为直流电，然后经过PFC升压电路升压转化成高压直流电；高压直流电经过PWM控制电路以及变压器将高压直流转化为低压直流；该低压直流电路通过输出整流滤波电路后输出，供负载使用；在PWM控制电路与输出整流滤波电路之间设置微分电路，PWM控制电路输出端、PFC升压电路输出端及变压器的输入端之间设置有嵌位电路。该一种防止电源输出电流倒灌的方法和现有技术相比，有效防止电流倒灌，提高电源的转换效率，避免资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及电源设计技术领域，具体的说是一种基于肖特二极管、防止电源输出电流倒灌的方法。
背景技术
在全球提倡节能环保的趋势下，如何提高能源的有效利用率减少对当前的能源浪费以及对环境造成的影响，各国相继推出了与之相应的能源认证，例如美国对PC电源做出了80PLUS的认证，来提高电源的转换效率，避免不必要的资源浪费。
在AC-DC电源中为提高效率，减少能源的浪费，采用同步整流方案来代替传统式的肖特二极管整流，效率能够提升5个百分点左右。同步整流方案中用MOSFET来整流，其导通压降只有0.1V，而肖特二极管导通压降在0.5V以上，由此可以看出肖特二极管整流对效率的影响是非常大的，因而，如何在肖特二极管的基础上完成更好的整流效果，对电源转换效率的改进十分关键，基于此，现提供一种防止电源输出电流倒灌的方法。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种基于肖特二极管、防止电源输出电流倒灌的方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种防止电源输出电流倒灌的方法，其具体实现步骤为：
在电流输入端设置滤波整流电路，通过该滤波整流后将交流电转化为直流电，然后经过PFC升压电路升压转化成高压直流电；
高压直流电经过PWM控制电路以及变压器将高压直流转化为低压直流；
该低压直流通过输出整流滤波电路后输出，供负载使用；
在PWM控制电路与输出整流滤波电路之间设置微分电路，PWM控制电路输出端、PFC升压电路输出端及变压器的输入端之间设置有嵌位电路。
上述PFC是Power Factor Correction的缩写，即功率因数矫正。
所述滤波整流电路包括串联的EMI滤波器和全桥整流器；所述PFC升压电路包括连接全桥整流器输出端的电感L1、与电感L1输出端连接的二极管D1和MOS场效应管Q1、与MOS场效应管Q1的栅极连接的PFC控制芯片；所述PWM控制电路包括与PFC控制芯片输出端连接的PWM控制芯片、栅极连接PWM控制芯片输出端的MOS场效应管Q2；所述输出整流滤波电路包括漏极与变压器一输出端连接的MOS场效应管Q3、与MOS场效应管Q3的栅极连接的同步整流控制器、并联的电容C2、C3和C4，所述并联的电容C2、C3和C4设置在变压器另一输出端和MOS场效应管Q3的源极之间，该变压器的另一输出端、MOS场效应管Q3的源极均连接电源输出端。
所述微分电路的输出端与同步整流控制器的输入端之间设置有电流倒灌控制芯片。
所述嵌位电路设置在MOS场效应管Q2的漏极、二极管D1的输出端及变压器的输入端之间。
所述嵌位电路包括与MOS场效应管Q2漏极连接的二极管D2、并联后再与二极管D2输出端串联的电容C1和电阻R1，该电容C1和电阻R1的输出端连接二极管D1的输出端和变压器的一输入端。
所述电源输入端输入的电压为交流110V～264V。
所述二极管D1、二极管D2均为肖特基二极管。
所述PWM控制芯片的输出端还通过串联的光耦合器、稳压芯片连接电源输出端。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明的一种防止电源输出电流倒灌的方法解决输出电流倒灌问题，保证整流MOS场效应管不会被反向击穿，保证输出电压的正常，提高电源转换效率，安全性高，避免不必要的资源浪费，节省成本，实用性强，易于推广。
附图说明
附图1是本发明的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种防止电源输出电流倒灌的方法作以下详细说明。
为提高电源效率本发明采用同步整流方案代替传统式的二极管整流方案，但是同步整流在一些极端恶劣的环境下比如低温等，会造成同步整流方案中用作整流的MOS场效应管MOSFET非正常动作，引起输出电流倒灌导致整流MOSFET反向击穿损坏以及输出电压异常，而本发明的用于防止电源输出电流倒灌的方法则解决上述问题，本发明主要通过两级实现：第一级经过整流桥整流后把交流电转化为直流电，然后经过DC-DC BOOST拓扑升压，来降低谐波电流减少能源消耗；第二级采用变压器隔离反激式的DC-DC BUCK拓扑结构，把高压直流转化为低压直流，同时把一次侧MOSFET栅极信号经过微分电路以及肖特二极管后转化为高电平脉冲用此脉冲来强制关断二次侧MOSFET；最后经过同步整流以及滤波后转化为低纹波的输出电压。如附图1所示，其具体实现步骤为：
在电流输入端设置滤波整流电路，通过该滤波整流后将交流电转化为直流电，然后经过PFC升压电路升压转化成高压直流电；
高压直流电经过PWM控制电路以及变压器将高压直流转化为低压直流；
该低压直流通过输出整流滤波电路后输出，供负载使用；
在PWM控制电路与输出整流滤波电路之间设置微分电路，PWM控制电路输出端、PFC升压电路输出端及变压器的输入端之间设置有嵌位电路。
上述技术方案中的PFC升压电路可将电压升至400V定值，此电路主要用于矫正功率因子，降低谐波电流以使电源供应器的输出能符合法规对谐波电流的要求；PWM控制电路用于将流过PFC升压电路之后的高压直流电源切换成高频方波信号，以便利用高频变压器作降压；嵌位电路的作用是降低变压器的漏感尖峰；变压器具有隔离及降压作用；输出整流滤波电路将隔离变压器降压后的高频脉冲低压直流电流再作整流与滤波，使输出电压成为一稳定直流电源。
所述滤波整流电路包括串联的EMI滤波器和全桥整流器；所述PFC升压电路包括连接全桥整流器输出端的电感L1、与电感L1输出端连接的二极管D1和MOS场效应管Q1、与MOS场效应管Q1的栅极连接的PFC控制芯片；所述PWM控制电路包括与PFC控制芯片输出端连接的PWM控制芯片、栅极连接PWM控制芯片输出端的MOS场效应管Q2；所述输出整流滤波电路包括漏极与变压器一输出端连接的MOS场效应管Q3、与MOS场效应管Q3的栅极连接的同步整流控制器、并联的电容C2、C3和C4，所述并联的电容C2、C3和C4设置在变压器另一输出端和MOS场效应管Q3的源极之间，该变压器的另一输出端、MOS场效应管Q3的源极均连接电源输出端。
所述微分电路的输出端与同步整流控制器的输入端之间设置有电流倒灌控制芯片。
所述嵌位电路设置在MOS场效应管Q2的漏极、二极管D1的输出端及变压器的输入端之间，该嵌位电路可降低MOS场效应管Q1的电压应力。
所述嵌位电路包括与MOS场效应管Q2漏极连接的二极管D2、并联后再与二极管D2输出端串联的电容C1和电阻R1，该电容C1和电阻R1的输出端连接二极管D1的输出端和变压器的一输入端。
所述电源输入端输入的电压为交流110V～264V。
所述二极管D1、二极管D2均为肖特基二极管。
所述PWM控制芯片的输出端还通过串联的光耦合器、稳压芯片连接电源输出端。
这样交流输入后，经过EMI滤波（针对电磁兼容测试）后，经过全桥整流以及工频滤波电容后转化为脉动高压直流，经过PFC升压电路（针对电磁兼容谐波电流测试，以此降低电流高次谐波，减少对市电影响，降低能耗）转化成高压直流电，经过PWM控制电路以及变压器把高压脉动直流转化为低压脉动直流，然后经过同步整流后转化为低纹波的低压直流，供负载使用。
同步整流方案在极端恶劣的环境测试会出现输出端电容电流倒灌的情况，导致输出电压异常以及整流MOSFET击穿损坏，增加微分电路后，在PWM MOSFET打开的时候（PWMMOSFET栅极为高电平时），此信号经过微分电路以及肖特二极管转化为只保留上沿的类三角波（高电平），作为触发电流倒灌芯片的驱动信号，经过同步整流控制芯片来强制同步整流MOSFET来关闭，防止电流倒灌。
上述技术方案中涉及的PFC控制芯片、PWM控制芯片、稳压芯片、电流倒灌芯片均可采用现有技术的芯片，比如电流倒灌控制芯片可采用型号为LTC4352IMS的芯片，故在此不再赘述。
除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：其具体实现步骤为：
在电流输入端设置滤波整流电路，通过该滤波整流后将交流电转化为直流电，然后经过PFC升压电路升压转化成高压直流电；
高压直流电经过PWM控制电路以及变压器将高压直流转化为低压直流；
该低压直流通过输出整流滤波电路后输出，供负载使用；
在PWM控制电路与输出整流滤波电路之间设置微分电路，PWM控制电路输出端、PFC升压电路输出端及变压器的输入端之间设置有嵌位电路；
所述滤波整流电路包括串联的EMI滤波器和全桥整流器；所述PFC升压电路包括连接全桥整流器输出端的电感L1、与电感L1输出端连接的二极管D1和MOS场效应管Q1、与MOS场效应管Q1的栅极连接的PFC控制芯片；所述PWM控制电路包括与PFC控制芯片输出端连接的PWM控制芯片、栅极连接PWM控制芯片输出端的MOS场效应管Q2；所述输出整流滤波电路包括漏极与变压器一输出端连接的MOS场效应管Q3、与MOS场效应管Q3的栅极连接的同步整流控制器、并联的电容C2、C3和C4，所述并联的电容C2、C3和C4设置在变压器另一输出端和MOS场效应管Q3的源极之间，该变压器的另一输出端、MOS场效应管Q3的源极均连接电源输出端，所述微分电路的输出端与同步整流控制器的输入端之间设置有电流倒灌控制芯片。
2.根据权利要求1所述的防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：所述嵌位电路设置在MOS场效应管Q2的漏极、二极管D1的输出端及变压器的输入端之间。
3.根据权利要求1所述的防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：所述嵌位电路包括与MOS场效应管Q2漏极连接的二极管D2、并联后再与二极管D2输出端串联的电容C1和电阻R1，该电容C1和电阻R1的输出端连接二极管D1的输出端和变压器的一输入端。
4.根据权利要求2所述的防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：所述电源输入端输入的电压为交流110V～264V。
5.根据权利要求2所述的防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：所述二极管D1、二极管D2均为肖特基二极管。
6.根据权利要求2所述的防止电源输出电流倒灌的方法，其特征在于：所述PWM控制芯片的输出端还通过串联的光耦合器、稳压芯片连接电源输出端。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN2834005Y (zh) * | 2005-09-09 | 2006-11-01 | 瑞谷科技(深圳)有限公司 | 多路输出的通讯系统应用电源 |
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|---|---|---|---|---|
| CN2834005Y (zh) * | 2005-09-09 | 2006-11-01 | 瑞谷科技(深圳)有限公司 | 多路输出的通讯系统应用电源 |
| CN101789686A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-07-28 | 天津市东文高压电源厂 | 小型高压隔离v/v变换器模块 |
| CN202586793U (zh) * | 2012-03-05 | 2012-12-05 | 无锡盛莱得新能源科技有限公司 | 一种带输入反接保护的光伏并网逆变器 |
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