CN107528475A - 双绕组有源钳位开关电源控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，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113。其优点在于去掉了辅助绕组，从而节约芯片面积、减小成本；采用有源嵌位电路结构提高系统效率，使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。

Description

双绕组有源钳位开关电源控制电路
技术领域
本发明涉及一种开关电源控制电路，特别涉及一种双绕组有源钳位开关电源控制电路。
背景技术
图1是一种传统的基于开关电源拓扑的开关电源电路。
如图1所示，传统的基于开关电源拓扑的开关电源电路，主要包括：整流桥201、辅助绕组209、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管204、二极管205、输出整流二极管212、电容202、电容206、电容208、电容213、开关晶体管203、隔离变压器211和芯片210。
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；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
本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，去掉了辅助绕组，从而节约芯片面积、减小成本；采用有源嵌位电路结构提高系统效率，使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，从而克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题。
本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，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；其中，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的另一端、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。
进一步，本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，还具有以下特征：芯片110的ACD端连接有源钳位模块109。
进一步，本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，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、ACD端和开通时间控制器；QR采样器分别连接逻辑&驱动器和比较器118的反相输入端。
进一步，本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，还具有以下特征：芯片电容119的另一端接地。
进一步，本发明提供了一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，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是一种传统的基于开关电源拓扑的开关电源电路。
图2是本发明的双绕组有源钳位开关电源控制电路图。
图3是本发明的有源钳位模块的结构图。
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是本发明的双绕组有源钳位开关电源控制电路图。
如图2所示，双绕组有源钳位开关电源控制电路，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。
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的另一端以及隔离变压器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。芯片110的ACD端连接有源钳位模块109。
图3是本发明的有源钳位模块的结构图。
如图3所示，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。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。第一电阻114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。
如图2和图3所示，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、ACD端和开通时间控制器。QR采样器分别连接逻辑&驱动器和比较器118的反相输入端。芯片电容119的另一端接地。
本发明提供的一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，去掉辅助绕组、采用有源嵌位电路结构，节约芯片面积、减小成本；提高系统效率，使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。
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)

1.一种双绕组有源钳位开关电源控制电路，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，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)的另一端、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。
2.如权利要求1所述的双绕组有源钳位开关电源控制电路，其特征在于：
其中，芯片(110)的ACD端连接有源钳位模块(109)。
3.如权利要求1所述的双绕组有源钳位开关电源控制电路，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、ACD端和开通时间控制器；
QR采样器分别连接逻辑&驱动器和比较器(118)的反相输入端。
4.如权利要求4所述的双绕组有源钳位开关电源控制电路，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所述的双绕组有源钳位开关电源控制电路，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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