CN107017789A - 整流输出电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整流输出电路及其控制方法，其中，所述整流输出电路包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器以及绕组；所述变压器通过其第一输出绕组和第二输出绕组周期地输出电压，在周期的正半周期间，所述第一输出绕组驱动所述第一MOS管导通，且所述第二MOS管通过所述第一MOS管、电感器、电容器输出电压，在周期的负半周期间，所述第一MOS管截止，与所述电感器互感设置的绕组驱动所述第二MOS管导通，所述电感器中存储的能量由所述电容器和第二MOS管输出。本发明的单端正激式整流输出电路及其控制方法实现了同步整流，提高了电源的效率，具有节能环保的效果。同时，本发明的单端正激式整流输出电路还具有线路更简洁，更容易实现的优点。

Description

整流输出电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种整流输出电路，尤其涉及一种单端正激式整流输出电路及其控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源已广泛应用于计算机、通讯、LED照明、工业加工和航空航天等领域。进入二十一世纪之后，节能减排，提高能源使用效率，已成为当代的主题。采用MOS管做为同步整流的技术是提高电源效率的一种方法，被广为应用。然而，现有的整流输出电路通常采用集成电路芯片输出驱动信号，如此导致电路的线路复杂，且为了电路实现其功能需要大量的调试工作。

有鉴于此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单端正激式整流输出电路及其控制方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种整流输出电路，其包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器以及绕组；

所述变压器通过其第一输出绕组和第二输出绕组周期地输出电压，在周期的正半周期间，所述第一输出绕组驱动所述第一MOS管导通，且所述第二MOS管通过所述第一MOS管、电感器、电容器输出电压，在周期的负半周期间，所述第一MOS管截止，与所述电感器互感设置的绕组驱动所述第二MOS管导通，所述电感器中存储的能量由所述电容器和第二MOS管输出。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述变压器包括与所述第一输出绕组和第二输出绕组互感设置的输入绕组，所述输入绕组周期地输入脉冲方波电压。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述输入绕组的上端与所述第一输出绕组和第二输出绕组的上端为同名端。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述变压器为单端正激式变压器。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述整流输出电路还包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一输出绕组通过所述第一分压电阻和第二分压电阻分压后驱动所述第一MOS管导通。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述第二分压电阻的电压与所述第一MOS管栅极与源极的电压相等。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述第一输出绕组、第一分压电阻以及第二分压电阻形成所述第一MOS管的驱动电路。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述整流输出电路还包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述绕组通过所述第三分压电阻和第四分压电阻分压后驱动所述第二MOS管导通。

作为本发明的整流输出电路的改进，所述电感器、绕组、第三分压电阻以及第四分压电阻形成所述第二MOS管的驱动电路。

为实现上述发明目的，本发明提供一种整流输出电路的控制方法，其包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器、绕组、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第四分压电阻；

所述控制方法包括如下步骤：

S1、在所述变压器周期地输出电压的正半周期间，所述变压器的第一输出绕组经所述第一分压电阻和第二分压电阻分压，所述第二分压电阻的分压施加于所述第一MOS管上；

S2、在所述第二分压电阻的分压作用下，所述第一MOS管导通，所述变压器的第二输出绕组经所述第一MOS管、电感器、电容器输出；

S3、在所述变压器周期地输出电压的负半周期间，所述第一MOS管截止，所述绕组与所述电容器产生互感，产生的互感电动势经所述第三分压电阻和第四分压电阻分压，所述第三分压电阻的分压施加于所述第二MOS管上；

S4、在所述第三方分压电阻的分压作用下，所述第二MOS管导通，所述电感器经所述电容器和第二MOS管释放能量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的单端正激式整流输出电路及其控制方法实现了同步整流，提高了电源的效率，具有节能环保的效果。同时，本发明的单端正激式整流输出电路还具有线路更简洁，更容易实现的优点。

附图说明

图1为本发明的单端正激式整流输出电路一具体实施方式的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

如图1所示为本发明的整流输出电路的电路图，下文中使用的“上”、“下”、“左”、“右”是以所述电路图为参考的。本发明的整流输出电路包括：变压器T、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、电感器L、电容器C以及绕组N3。

所述变压器T具有单端正激式结构，所述变压器T可周期地输出电压。具体地，所述变压器T包括输入绕组Vin、第一输出入绕组N1以及第二输出绕组N2。其中，所述第一输出入绕组N1以及第二输出绕组N2与所述输入绕组Vin互感设置，所述输入绕组Vin周期地输入脉冲方波电压，从而，所述第一输出入绕组N1以及第二输出绕组N2周期地输出电压。

所述输入绕组Vin具有上端和下端，同样的，所述第一输出绕组N1和第二输出绕组N2分别具有各自的上端和下端，所述上端和下端为各自绕组的输出端。所述输入绕组Vin的上端与所述第一输出绕组N1和第二输出绕组N2的上端为同名端。从而，在变压器周期的正半周期间内，所述输入绕组Vin的上端为正，下端为负，此时，由于是同名端，所述第一输出入绕组N1以及第二输出绕组N2的上端为正，下端为负。在变压器周期的负半周期间内，所述输入绕组Vin的上端为负，下端为正，此时，由于是同名端，所述第一输出入绕组N1以及第二输出绕组N2的上端为负，下端为正。

所述第一MOS管Q1的栅极和源极分别与所述第一输出绕组N1的上端和下端相连接。在周期的正半周期间内，所述第一输出绕组N1驱动所述第一MOS管Q1导通。此外，所述单端正激式整流输出电路还包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，此时，所述第一输出绕组N1、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2形成所述第一MOS管Q1的驱动电路。

所述第一MOS管Q1的驱动电路的特征在于：所述第一分压电阻R1连接于所述第一输出绕组N1与所述第一MOS管Q1的栅极之间，所述第二分压电阻R2并联于所述第一MOS管Q1的栅极和源极之间。从而，所述第一输出绕组N1通过所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压后驱动所述第一MOS管Q1导通。此时，所述第二分压电阻R2的电压与所述第一MOS管Q1栅极与源极的电压相等。在所述第一MOS管Q1导通下，所述第二MOS管Q2通过所述第一MOS管Q1、电感器L、电容器C输出电压。

所述第一MOS管Q1、电感器L、电容器C依次串接，所述第二MOS管Q2的漏极连接于所述第一MOS管Q1与所述电感器L之间，所述第二MOS管Q2的源极连接于所述电容器C与所述第二输出绕组N2之间。在周期的负半周期间，所述第一MOS管Q1截止。此外，所述单端正激式整流输出电路还包括第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，此时，所述电感器L、绕组N3、第三分压电阻R3以及第四分压电阻R4形成所述第二MOS管Q2的驱动电路。

所述第二MOS管Q2的驱动电路的特征在于：所述绕组N3与所述电感器L互感设置。从而，在所述第一MOS管Q1截止时，电感器L的电动势为左负右正。此时，所述电感器L所存储之能量通过互感的方式感应至所述绕组N3，相应的，所述绕组N3上产生左正右负的电动势。所述第四分压电阻R4连接于所述绕组N3和第二MOS管Q2的栅极之间，所述第三分压电阻R3并联于所述第二MOS管Q2的栅极和源极之间。从而，所述绕组N3通过所述第三分压电阻R3和第四分压电阻R4分压后驱动所述第二MOS管Q2导通。在所述第二MOS管Q2导通下，所述电感器L中存储的能量由所述电容器C和第二MOS管Q2输出。

基于如上所述的整流输出电路，本发明还提供一种整流输出电路的控制方法，由于所述整流输出电路包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器、绕组、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第四分压电阻。

所述控制方法包括如下步骤：

S1、在所述变压器周期地输出电压的正半周期间，所述变压器的第一输出绕组经所述第一分压电阻和第二分压电阻分压，所述第二分压电阻的分压施加于所述第一MOS管上；

S2、在所述第二分压电阻的分压作用下，所述第一MOS管导通，所述变压器T的第二输出绕组经所述第一MOS管、电感器、电容器输出；

S3、在所述变压器周期地输出电压的负半周期间，所述第一MOS管截止，所述绕组与所述电容器产生互感，产生的互感电动势经所述第三分压电阻和第四分压电阻分压，所述第三分压电阻的分压施加于所述第二MOS管上；

S4、在所述第三方分压电阻的分压作用下，所述第二MOS管导通，所述电感器经所述电容器和第二MOS管释放能量。

综上所述，本发明的单端正激式整流输出电路实现了同步整流，提高了电源的效率，具有节能环保的效果。同时，本发明的单端正激式整流输出电路还具有线路更简洁，更容易实现的优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种整流输出电路，其特征在于，所述整流输出电路包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器以及绕组；

所述变压器通过其第一输出绕组和第二输出绕组周期地输出电压，在周期的正半周期间，所述第一输出绕组驱动所述第一MOS管导通，且所述第二MOS管通过所述第一MOS管、电感器、电容器输出电压，在周期的负半周期间，所述第一MOS管截止，与所述电感器互感设置的绕组驱动所述第二MOS管导通，所述电感器中存储的能量由所述电容器和第二MOS管输出。

2.根据权利要求1所述的整流输出电路，其特征在于，所述变压器包括与所述第一输出绕组和第二输出绕组互感设置的输入绕组，所述输入绕组周期地输入脉冲方波电压。

3.根据权利要求2所述的整流输出电路，其特征在于，所述输入绕组的上端与所述第一输出绕组和第二输出绕组的上端为同名端。

4.根据权利要求1所述的整流输出电路，其特征在于，所述变压器为单端正激式变压器。

5.根据权利要求1所述的整流输出电路，其特征在于，所述整流输出电路还包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一输出绕组通过所述第一分压电阻和第二分压电阻分压后驱动所述第一MOS管导通。

6.根据权利要求5所述的整流输出电路，其特征在于，所述第二分压电阻的电压与所述第一MOS管栅极与源极的电压相等。

7.根据权利要求5所述的整流输出电路，其特征在于，所述第一输出绕组、第一分压电阻以及第二分压电阻形成所述第一MOS管的驱动电路。

8.根据权利要求1所述的整流输出电路，其特征在于，所述整流输出电路还包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述绕组通过所述第三分压电阻和第四分压电阻分压后驱动所述第二MOS管导通。

9.根据权利要求8所述的整流输出电路，其特征在于，所述电感器、绕组、第三分压电阻以及第四分压电阻形成所述第二MOS管的驱动电路。

10.一种整流输出电路的控制方法，其特征在于，所述整流输出电路包括：变压器、第一MOS管、第二MOS管、电感器、电容器、绕组、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻以及第四分压电阻；

所述控制方法包括如下步骤：

S1、在所述变压器周期地输出电压的正半周期间，所述变压器的第一输出绕组经所述第一分压电阻和第二分压电阻分压，所述第二分压电阻的分压施加于所述第一MOS管上；

S2、在所述第二分压电阻的分压作用下，所述第一MOS管导通，所述变压器的第二输出绕组经所述第一MOS管、电感器、电容器输出；

S3、在所述变压器周期地输出电压的负半周期间，所述第一MOS管截止，所述绕组与所述电容器产生互感，产生的互感电动势经所述第三分压电阻和第四分压电阻分压，所述第三分压电阻的分压施加于所述第二MOS管上；

S4、在所述第三方分压电阻的分压作用下，所述第二MOS管导通，所述电感器经所述电容器和第二MOS管释放能量。