CN107528458B - 开关电源中有源钳位电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，包括：输入整流桥、输入滤波电容器、开关管、继流二极管、电流采样电阻、电压采样上电阻、电压采样下电阻、有源钳位模块、芯片、隔离变压器、输出整流二极管以及输出滤波电容。其优点在于采用有源嵌位电路结构使系统效率大为提高，MOS管的耐压更低，利用有源钳位能够吸收寄生电感的能量所产生的尖峰电压，实现电路的稳定输出；去掉了辅助绕组，从而节约芯片面积、减小成本。

Description

开关电源中有源钳位电路
技术领域
本发明涉及一种有源钳位电路，特别涉及一种开关电源中有源钳位电路。
背景技术
图1是一种传统的开关电源中无源钳位电路。
如图1所示，无源钳位电路主要包括整流桥201、辅助绕组204、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、二极管205、输出整流二极管212、输入滤波电容202、电容206、电容213、开关晶体管203、隔离变压器211、芯片210以及无源钳位模块209，无源钳位模块209中又包括电阻R4、电容208和二极管207。
这种控制方式电路结构相对简单，成本低所以在开关电源中应用很广，但同样其缺点也非常明显，寄生电感的能量容易产生尖峰电压，使输出不稳定；而且无源钳位电路自身消耗能量大，造成电源效率不高；而且它除了主绕组和输出绕组之外还需要增加一个辅助绕组，占用芯片面积，这样不但降低了系统效率还增加了成本。
发明内容
本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，采用有源嵌位电路结构使系统效率大为提高，MOS管的耐压更低，利用有源钳位能够吸收寄生电感的能量所产生的尖峰电压，实现电路的稳定输出；去掉了辅助绕组，从而节约芯片面积、减小成本，从而克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题。
本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，包括，输入整流桥101、输入滤波电容器102、开关管103、继流二极管104、电流采样电阻105、电压采样上电阻106、电压采样下电阻107、有源钳位模块109、芯片110、隔离变压器111、输出整流二极管112以及输出滤波电容113；有源钳位模块109包括，电容108、低压MOS管116，高压MOS管117，第一电阻114和第二电阻115；输入交流电AC连接输入整流桥101的两个输入极；输入整流桥101的负极分别连接输入滤波电容器102的一端、继流二极管104的正极、电压采样上电阻106的一端、第一电阻114的一端、电容108的一端以及隔离变压器111的Np的同名端；输入整流桥101的正极分别连接输入电容器102的另一端以及开关管103的漏极；开关管103的源极连接继流二极管104的负极和电流采样电阻105的一端，开关管103的栅极连接芯片110的GD极；电流采样电阻105的另一端分别连接电压采样下电阻107的一端、高压MOS管117的源极、隔离变压器111的Np的异名端；电压采样上电阻106的另一端连接电压采样下电阻107的另一端；芯片110的FB端连接电压采样上电阻106和电压采样下电阻107的连接点；输出整流二极管112的正极连接隔离变压器111的Ns的同名端，负极连接分别输出滤波电容113的一端和输出OUT的正极；隔离变压器111的Ns的异名端分别连接输出滤波电容113的另一端和输出OUT的负极；低压MOS管116的栅极分别连接第一电阻114的另一端、第二电阻115的一端，源极分别连接第二电阻115的另一端和电容108的另一端，漏极连接高压MOS管117的漏极。
进一步，本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，还具有以下特征：高压MOS管117的栅极连接芯片110的ACD端。
进一步，本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，还具有以下特征：芯片包括比较器118、开通时间控制器、逻辑&驱动器、QR采样器和芯片电容119；比较器118的同相输入端连接基准电压120,反相输入端连接芯片的FB端，输出端分别连接开通时间控制器和芯片电容119的一端；逻辑&驱动器分别连接芯片的GD端和ACD端；逻辑&驱动器还分别连接开通时间控制器和QR采样器。
进一步，本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，还具有以下特征：芯片电容119的另一端接地。
进一步，本发明提供了一种开关电源中有源钳位电路，还具有以下特征：隔离变压器111的Np的异名端接地。
附图说明
图1是一种传统的开关电源中无源钳位电路。
图2是本发明的开关电源中有源钳位电路图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述。
图2是本发明的开关电源中有源钳位电路图。
如图2所示，开关电源中有源钳位电路，包括：输入整流桥101、输入滤波电容器102、开关管103、继流二极管104、电流采样电阻105、电压采样上电阻106、电压采样下电阻107、有源钳位模块109、芯片110、隔离变压器111、输出整流二极管112以及输出滤波电容113。
有源钳位模块109包括，电容108、低压MOS管116，高压MOS管117，第一电阻114和第二电阻115。
芯片包括比较器118、开通时间控制器、逻辑&驱动器、QR采样器和芯片电容119。
输入交流电AC连接输入整流桥101的两个输入极。输入整流桥101的负极分别连接输入滤波电容器102的一端、继流二极管104的正极、电压采样上电阻106的一端、有源钳位模块109的第一电阻114的一端、电容108的一端以及隔离变压器111的Np的同名端。输入整流桥101的正极分别连接输入电容器102的另一端以及开关管103的漏极。开关管103的源极连接继流二极管104的负极和电流采样电阻105的一端，开关管103的栅极连接芯片110的GD极。电流采样电阻105的另一端分别连接电压采样下电阻107的一端、有源钳位模块109的高压MOS管117源极、隔离变压器111的Np的异名端。电压采样上电阻106的另一端连接电压采样下电阻107的另一端；芯片110的FB端连接电压采样上电阻106和电压采样下电阻107的连接点。输出整流二极管112的正极连接隔离变压器111的Ns的同名端，负极连接分别输出滤波电容113的一端和输出OUT的正极。隔离变压器111的Ns的异名端分别连接输出滤波电容113的另一端和输出OUT的负极。隔离变压器111的Np的异名端接地。
低压MOS管116的栅极分别连接第一电阻114的一端、第二电阻115的一端，源极分别连接第二电阻115的另一端和电容108的一端，漏极分别与连接高压MOS管117的漏极。高压MOS管117的源极连接隔离变压器111的NP的异名端；第一电阻的另一端和电容108的另一端连接隔离变压器111的Np的同名端。高压MOS管117的栅极连接芯片110的ACD端。
比较器118的同相输入端连接基准电压120,反相输入端连接芯片的FB端，输出端分别连接开通时间控制器和芯片电容119的一端。逻辑&驱动器分别连接芯片的GD端和ACD端。逻辑&驱动器还分别连接开通时间控制器和QR采样器。芯片电容119的另一端接地。
本发明提供的一种开关电源中有源钳位电路通过采用有源嵌位电路结构，使系统效率大为提高，MOS管的耐压更低，利用有源钳位能够吸收寄生电感的能量所产生的尖峰电压，实现电路的稳定输出；去掉了辅助绕组，从而节约芯片面积、减小成本。
本说明书中所描述的只是本发明的优选具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在如权利要求所界定的本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种开关电源中有源钳位电路，其特征在于：包括，输入整流桥(101)、输入滤波电容器(102)、开关管(103)、继流二极管(104)、电流采样电阻(105)、电压采样上电阻(106)、电压采样下电阻(107)、有源钳位模块(109)、芯片(110)、隔离变压器(111)、输出整流二极管(112)以及输出滤波电容(113)；
其中，有源钳位模块(109)包括，电容(108)、低压MOS管(116)，高压MOS管(117)，第一电阻(114)和第二电阻(115)；
输入交流电AC连接输入整流桥(101)的两个输入极；
输入整流桥(101)的负极分别连接输入滤波电容器(102)的一端、继流二极管(104)的正极、电压采样上电阻(106)的一端、第一电阻(114)的一端、电容(108)的一端以及隔离变压器(111)的Np的同名端；
输入整流桥(101)的正极分别连接输入电容器(102)的另一端以及开关管(103)的漏极；
开关管(103)的源极连接继流二极管(104)的负极和电流采样电阻(105)的一端，开关管(103)的栅极连接芯片(110)的GD极；
电流采样电阻(105)的另一端分别连接电压采样下电阻(107)的一端、高压MOS管(117)的源极、隔离变压器(111)的Np的异名端；
电压采样上电阻(106)的另一端连接电压采样下电阻(107)的另一端；
芯片(110)的FB端连接电压采样上电阻(106)和电压采样下电阻(107)的连接点；
输出整流二极管(112)的正极连接隔离变压器(111)的Ns的同名端，负极连接分别输出滤波电容(113)的一端和输出OUT的正极；
隔离变压器(111)的Ns的异名端分别连接输出滤波电容(113)的另一端和输出OUT的负极；
低压MOS管(116)的栅极分别连接第一电阻(114)的另一端、第二电阻(115)的一端，源极分别连接第二电阻(115)的另一端和电容(108)的另一端，漏极连接高压MOS管(117)的漏极。
2.如权利要求1所述的开关电源中有源钳位电路，其特征在于：
其中，高压MOS管(117)的栅极连接芯片(110)的ACD端。
3.如权利要求1所述的开关电源中有源钳位电路，其特征在于：
其中，芯片包括比较器(118)、开通时间控制器、逻辑&驱动器、QR采样器和芯片电容(119)；
比较器(118)的同相输入端连接基准电压(120),反相输入端连接芯片的FB端，输出端分别连接开通时间控制器和芯片电容(119)的一端；
逻辑&驱动器分别连接芯片的GD端和ACD端；
逻辑&驱动器还分别连接开通时间控制器和QR采样器。
4.如权利要求3所述的开关电源中有源钳位电路，其特征在于：
其中，芯片电容(119)的另一端接地。
5.如权利要求1所述的开关电源中有源钳位电路，其特征在于：
其中，隔离变压器(111)的Np的异名端接地。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110266181B (zh) * 2018-03-12 2022-03-25 中兴通讯股份有限公司 一种钳位电路及钳位方法
CN109861217B (zh) * 2019-03-13 2022-08-19 上海源微电子科技有限公司 一种新型芯片供电电路

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1256550A (zh) * 1999-12-30 2000-06-14 深圳市华为电气股份有限公司 Dc/dc变换器的自驱动电路
CN1564445A (zh) * 2004-03-24 2005-01-12 伊博电源（杭州）有限公司 一种反激变换器同步整流管的自驱动电路
CN1585249A (zh) * 2004-06-11 2005-02-23 伊博电源（杭州）有限公司 反激变换器同步整流管的自驱动电路
CN102208873A (zh) * 2010-06-11 2011-10-05 崇贸科技股份有限公司 准谐振返驰式功率转换器的主动箝位电路
CN103631293A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 上海占空比电子科技有限公司 一种带功率因数校正的恒流控制电路及方法
CN103715897A (zh) * 2014-01-20 2014-04-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式变换器及应用其的开关电源
CN103887984A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式变换器及应用其的开关电源
CN206023605U (zh) * 2016-08-08 2017-03-15 杭州士兰微电子股份有限公司 原边控制的开关电源

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1256550A (zh) * 1999-12-30 2000-06-14 深圳市华为电气股份有限公司 Dc/dc变换器的自驱动电路
CN1564445A (zh) * 2004-03-24 2005-01-12 伊博电源（杭州）有限公司 一种反激变换器同步整流管的自驱动电路
CN1585249A (zh) * 2004-06-11 2005-02-23 伊博电源（杭州）有限公司 反激变换器同步整流管的自驱动电路
CN102208873A (zh) * 2010-06-11 2011-10-05 崇贸科技股份有限公司 准谐振返驰式功率转换器的主动箝位电路
CN103631293A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 上海占空比电子科技有限公司 一种带功率因数校正的恒流控制电路及方法
CN103715897A (zh) * 2014-01-20 2014-04-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式变换器及应用其的开关电源
CN103887984A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式变换器及应用其的开关电源
CN206023605U (zh) * 2016-08-08 2017-03-15 杭州士兰微电子股份有限公司 原边控制的开关电源

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