CN112910270A - 一种双正激变换器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关电源技术领域，公开了一种双正激变换器电路，包括开关变压器T1、开关变压器T2、第一开关电路、第二开关电路、第一磁复位电路、第二磁复位电路、输出电路；第一开关电路，由二极管D1、开关管Q1组成；第二开关电路，由二极管D2、开关管Q2组成；第一磁复位电路，由二极管D3、电容C1组成；第二磁复位电路，由二极管D4、电容C2组成。本发明的一种双正激变换器电路利用两个开关变压器交替工作，在磁复位时充分回收电能给下一变压器的初级绕组供电，能量利用充分，磁复位效率高，工作状态稳定可靠，输出功率大，电路结构及驱动简单，使用成本相对较低，便于推广。

Description

一种双正激变换器电路
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种双正激变换器电路。
背景技术
在众多的开关电源电路拓扑中，正激变换器电路结构简单、成本低、输入输出电气隔离、工作可靠性高等诸多优异的性能特点，使其受到业界广泛关注。由于正激变换器的变压器磁芯单向磁化且本身没有磁复位功能，可能引起磁芯饱和等问题，在很大程度上限制了正激变换器的推广，所以必须附加磁复位电路来避免磁芯饱和；为了解决上述技术问题，目前出现了多种磁复位电路，但还是存在输出功率不够大、磁复位效率不够高，工作状态不够稳定的缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双正激变换器电路；本发明的一种双正激变换器电路利用两个开关变压器交替工作，在磁复位时充分回收电能给下一变压器的初级绕组供电，能量利用充分，磁复位效率高，工作状态稳定可靠，输出功率大，电路结构及驱动简单，使用成本相对较低，便于推广。
本发明的具体技术方案为：一种双正激变换器电路，包括开关变压器T1、开关变压器T2、第一开关电路、第二开关电路、第一磁复位电路、第二磁复位电路、输出电路。
所述开关变压器T1，包括初级绕组N1、次级绕组N2。
所述开关变压器T2，包括初级绕组W1、次级绕组W2。
所述第一开关电路，由二极管D1、开关管Q1组成，其内部电路连接关系为：二极管D1的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D1的负极与所述开关变压器T1的初级绕组N1的一端a1连接，初级绕组N1的另一端与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的栅极与控制信号H1连接，开关管Q1的源极与直流输入端负极In-连接。
所述第二开关电路，由二极管D2、开关管Q2组成，其内部电路连接关系为：二极管D2的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D2的负极与所述开关变压器T2的初级绕组W1的一端b1连接，初级绕组W1的另一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的栅极与控制信号H2连接，开关管Q2的源极与直流输入端负极In-连接。
所述第一磁复位电路，由二极管D3、电容C1组成，其内部电路连接关系为：二极管D3正极与所述第一开关电路的开关管Q1的漏极连接，二极管D3的负极与所述第二开关电路的二极管D2的负极连接后再与电容C1的正极连接，电容C1的负极与直流输入端负极In-连接。
所述第二磁复位电路，由二极管D4、电容C2组成，其内部电路连接关系为：二极管D4正极与所述第二开关电路的开关管Q2的漏极连接，二极管D4的负极与所述第一开关电路的二极管D1的负极连接后再与电容C2的正极连接，电容C2的负极与直流输入端负极In-连接。
所述输出电路，由次级绕组N2、次级绕组W2、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电感L1、电容C3组成，其内部电路连接关系为：次级绕组N2的一端a2与二极管D5的正极连接，次级绕组W2的一端b2与二极管D6的正极连接，次级绕组N2的另一端与次级绕组W2的另一端连接后再与直流输出端负极Out-连接，二极管D5的负极与二极管D6的负极连接后再分别与二极管D7的负极、电感L1的一端连接，二极管D7的正极与直流输出端负极Out-连接，电感L1的另一端与电容C3的正极连接后再与直流输出端正极Out+连接，电容C3的负极与直流输出端负极Out-连接。
其中，所述开关变压器T1与所述开关变压器T2相同。
其中，所述初级绕组N1的一端a1与所述次级绕组N2的一端a2为同名端。
其中，所述初级绕组W1的一端b1与所述次级绕组W2的一端b2为同名端。
其中，所述控制信号H1、控制信号H2为两路相位相反的方波信号。
本发明的一种双正激变换器电路的具体工作过程为：
在控制信号H1的高电平到来时开关管Q2关断、开关管Q1导通，通过二极管D4回收变压器T2的初级绕组W1产生的反电动势到电容C2，根据LC升压电路原理，在开关管Q2关断的时刻电容C2电压升高，二极管D1反向偏置截止，由直流输入端正极In+、二极管D2、初级绕组W1、二极管D4、电容C2、初级绕组N1、开关管Q1和直流输入端负极In-构成能量释放回路，传递能量到次级绕组N2再经过二极管D5整流输出，直到磁能转化时在初级绕组W1两端形成的电压约等于零，变压器T2的磁芯磁复位成功，电容C2的电压降低到与电容C1的电压相等时，二极管D1正向导通，由直流输入端正极In+经过二极管D1继续给变压器T1的初级绕组N1供电，同时传递能量到次级绕组N2再经过二极管D5整流输出，直到控制信号H2的高电平到来；
在控制信号H2的高电平到来时开关管Q1关断、开关管Q2导通，通过二极管D3回收变压器T1的初级绕组N1产生的反电动势到电容C1，根据LC升压电路原理，在开关管Q1关断的时刻电容C1电压升高，二极管D2反向偏置截止，由直流输入端正极In+、二极管D1、初级绕组N1、二极管D3、电容C1、初级绕组W1、开关管Q2和直流输入端负极In-构成能量释放回路，传递能量到次级绕组W2再经过二极管D6整流输出，直到磁能转化时在初级绕组N1两端形成的电压约等于零，变压器T1的磁芯磁复位成功，电容C1的电压降低到与电容C2的电压相等时，二极管D2正向导通，由直流输入端正极In+继续给变压器T2的初级绕组W1供电，同时传递能量到次级绕组W2再经过二极管D6整流输出，直到控制信号H1的高电平到来；
在输出电路的二极管D5或二极管D6输出脉动直流时，经过电感L1、电容C3滤波后，再经过直流输出端正极Out+输出给负载RL；在运行过程中开关管Q1或开关管Q2被关断时，由储能电感L1、直流输出端正极Out+、负载RL、直流输出端负极Out-、二极管D7构成能量释放回路，电感L1继续给负载RL供电。
作为优选，所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为NMOS场效应管Q1、NMOS场效应管Q2。
作为优选，所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为IGBT绝缘栅双极型晶体管Q1、IGBT绝缘栅双极型晶体管Q2。
本发明的有益效果在于 ：
本发明的一种双正激变换器电路，通过两个开关变压器交替工作，磁复位效率提高、变换器的功率增大、输出频率增大，提高了工作状态的稳定性。
附图说明
图1为本发明的一种双正激变换器电路示意图；
图2为本发明的控制信号H1及控制信号H2的时序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，一种双正激变换器电路，包括开关变压器T1、开关变压器T2、第一开关电路、第二开关电路、第一磁复位电路、第二磁复位电路、输出电路；
所述开关变压器T1，包括初级绕组N1、次级绕组N2；
所述开关变压器T2，包括初级绕组W1、次级绕组W2；
所述第一开关电路，由二极管D1、开关管Q1组成，其内部电路连接关系为：二极管D1的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D1的负极与所述开关变压器T1的初级绕组N1的一端a1连接，初级绕组N1的另一端与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的栅极与控制信号H1连接，开关管Q1的源极与直流输入端负极In-连接；
所述第二开关电路，由二极管D2、开关管Q2组成，其内部电路连接关系为：二极管D2的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D2的负极与所述开关变压器T2的初级绕组W1的一端b1连接，初级绕组W1的另一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的栅极与控制信号H2连接，开关管Q2的源极与直流输入端负极In-连接；
所述第一磁复位电路，由二极管D3、电容C1组成，其内部电路连接关系为：二极管D3正极与所述第一开关电路的开关管Q1的漏极连接，二极管D3的负极与所述第二开关电路的二极管D2的负极连接后再与电容C1的正极连接，电容C1的负极与直流输入端负极In-连接；
所述第二磁复位电路，由二极管D4、电容C2组成，其内部电路连接关系为：二极管D4正极与所述第二开关电路的开关管Q2的漏极连接，二极管D4的负极与所述第一开关电路的二极管D1的负极连接后再与电容C2的正极连接，电容C2的负极与直流输入端负极In-连接；
所述输出电路，由次级绕组N2、次级绕组W2、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电感L1、电容C3组成，其内部电路连接关系为：次级绕组N2的一端a2与二极管D5的正极连接，次级绕组W2的一端b2与二极管D6的正极连接，次级绕组N2的另一端与次级绕组W2的另一端连接后再与直流输出端负极Out-连接，二极管D5的负极与二极管D6的负极连接后再分别与二极管D7的负极、电感L1的一端连接，二极管D7的正极与直流输出端负极Out-连接，电感L1的另一端与电容C3的正极连接后再与直流输出端正极Out+连接，电容C3的负极与直流输出端负极Out-连接；
本实施例中，所述开关变压器T1与所述开关变压器T2相同；
本实施例中，所述初级绕组N1的一端a1与所述次级绕组N2的一端a2为同名端；
本实施例中，所述初级绕组W1的一端b1与所述次级绕组W2的一端b2为同名端；
本实施例中，如图2所示，所述控制信号H1、控制信号H2为两路相位相反的方波信号；
本实施例中，所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为NMOS场效应管Q1、NMOS场效应管Q2；
本发明的一种双正激变换器电路的具体工作过程为：
在控制信号H1的高电平到来时开关管Q2关断、开关管Q1导通，通过二极管D4回收变压器T2的初级绕组W1产生的反电动势到电容C2，根据LC升压电路原理，在开关管Q2关断的时刻电容C2电压升高，二极管D1反向偏置截止，由直流输入端正极In+、二极管D2、初级绕组W1、二极管D4、电容C2、初级绕组N1、开关管Q1和直流输入端负极In-构成能量释放回路，传递能量到次级绕组N2再经过二极管D5整流输出，直到磁能转化时在初级绕组W1两端形成的电压约等于零，变压器T2的磁芯磁复位成功，电容C2的电压降低到与电容C1的电压相等时，二极管D1正向导通，由直流输入端正极In+经过二极管D1继续给变压器T1的初级绕组N1供电，同时传递能量到次级绕组N2再经过二极管D5整流输出，直到控制信号H2的高电平到来；
在控制信号H2的高电平到来时开关管Q1关断、开关管Q2导通，通过二极管D3回收变压器T1的初级绕组N1产生的反电动势到电容C1，根据LC升压电路原理，在开关管Q1关断的时刻电容C1电压升高，二极管D2反向偏置截止，由直流输入端正极In+、二极管D1、初级绕组N1、二极管D3、电容C1、初级绕组W1、开关管Q2和直流输入端负极In-构成能量释放回路，传递能量到次级绕组W2再经过二极管D6整流输出，直到磁能转化时在初级绕组N1两端形成的电压约等于零，变压器T1的磁芯磁复位成功，电容C1的电压降低到与电容C2的电压相等时，二极管D2正向导通，由直流输入端正极In+继续给变压器T2的初级绕组W1供电，同时传递能量到次级绕组W2再经过二极管D6整流输出，直到控制信号H1的高电平到来；
在输出电路的二极管D5或二极管D6输出脉动直流时，经过电感L1、电容C3滤波后，再经过直流输出端正极Out+输出给负载RL；在运行过程中开关管Q1或开关管Q2被关断时，由储能电感L1、直流输出端正极Out+、负载RL、直流输出端负极Out-、二极管D7构成能量释放回路，电感L1继续给负载RL供电。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于：
所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为IGBT绝缘栅双极型晶体管Q1、IGBT绝缘栅双极型晶体管Q2。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种双正激变换器电路，其特征在于：包括开关变压器T1、开关变压器T2、第一开关电路、第二开关电路、第一磁复位电路、第二磁复位电路、输出电路；
所述开关变压器T1，包括初级绕组N1、次级绕组N2；
所述开关变压器T2，包括初级绕组W1、次级绕组W2；
所述第一开关电路，由二极管D1、开关管Q1组成，其内部电路连接关系为：
二极管D1的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D1的负极与所述开关变压器T1的初级绕组N1的一端a1连接，初级绕组N1的另一端与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的栅极与控制信号H1连接，开关管Q1的源极与直流输入端负极In-连接；
所述第二开关电路，由二极管D2、开关管Q2组成，其内部电路连接关系为：二极管D2的正极与直流输入端正极In+连接，二极管D2的负极与所述开关变压器T2的初级绕组W1的一端b1连接，初级绕组W1的另一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的栅极与控制信号H2连接，开关管Q2的源极与直流输入端负极In-连接；
所述第一磁复位电路，由二极管D3、电容C1组成，其内部电路连接关系为：二极管D3正极与所述第一开关电路的开关管Q1的漏极连接，二极管D3的负极与所述第二开关电路的二极管D2的负极连接后再与电容C1的正极连接，电容C1的负极与直流输入端负极In-连接；
所述第二磁复位电路，由二极管D4、电容C2组成，其内部电路连接关系为：二极管D4正极与所述第二开关电路的开关管Q2的漏极连接，二极管D4的负极与所述第一开关电路的二极管D1的负极连接后再与电容C2的正极连接，电容C2的负极与直流输入端负极In-连接；
所述输出电路，由次级绕组N2、次级绕组W2、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电感L1、电容C3组成，其内部电路连接关系为：次级绕组N2的一端a2与二极管D5的正极连接，次级绕组W2的一端b2与二极管D6的正极连接，次级绕组N2的另一端与次级绕组W2的另一端连接后再与直流输出端负极Out-连接，二极管D5的负极与二极管D6的负极连接后再分别与二极管D7的负极、电感L1的一端连接，二极管D7的正极与直流输出端负极Out-连接，电感L1的另一端与电容C3的正极连接后再与直流输出端正极Out+连接，电容C3的负极与直流输出端负极Out-连接；
其中，所述开关变压器T1与所述开关变压器T2相同；
其中，所述初级绕组N1的一端a1与所述次级绕组N2的一端a2为同名端；
其中，所述初级绕组W1的一端b1与所述次级绕组W2的一端b2为同名端；
其中，所述控制信号H1、控制信号H2为两路相位相反的方波信号。
2.如权利要求1所述的一种双正激变换器电路，其特征在于，所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为NMOS场效应管Q1、NMOS场效应管Q2。
3.如权利要求1所述的一种双正激变换器电路，其特征在于，所述开关管Q1、所述开关管Q2分别为IGBT绝缘栅双极型晶体管Q1、IGBT绝缘栅双极型晶体管Q2。
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