CN113300582A - 一种反激电源开关管过电压抑制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种反激电源开关管过电压抑制电路，应用于反激电路中，所述反激电路包括变压器和晶体开关管，变压器的原边绕组同名端连接晶体开关管的集电极；包括耦合线圈和第三二极管，耦合线圈与变压器耦合，第三二极管的阴极连接变压器原边绕组异名端，第三二极管的阳极连接耦合线圈的同名端，耦合线圈的异名端连接晶体开关管的发射极。此种电路结构简单，成本低廉，能够抑制晶体开关管过电压，延长使用寿命，确保产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于100W以内反激开关电源的过电压抑制电路，适用于小家电、充电器等电子设备供电系统。
背景技术
在电源市场应用中，100W以下中小功率电源竞争非常激烈，设计成本是研发工程师所考虑的最重要的环节之一，同时品质也要保证达到客户的需求。在目前市场应用中，100W以内设计需求的产品也是市场应用非常广、需求量持续增加的产品类型，业界一直追求如何能够利用比较简单的结构，降低设计成本的同时又能保证产品寿命与品质。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种反激电源开关管过电压抑制电路，电路结构简单，成本低廉，能够抑制晶体开关管过电压，延长使用寿命，确保产品品质。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种反激电源开关管过电压抑制电路，应用于反激电路中，所述反激电路包括变压器)和晶体开关管，变压器的原边绕组同名端连接晶体开关管的集电极；其特征在于：包括耦合线圈和第三二极管，耦合线圈与变压器耦合，第三二极管的阴极连接变压器原边绕组异名端，第三二极管的阳极连接耦合线圈的同名端，耦合线圈的异名端连接晶体开关管的发射极。
还包括第一电阻、第一电容和第一二极管，其中，第一二极管的阳极连接在变压器原边绕组同名端与晶体开关管的集电极之间，第一二极管的阴极经由第一电容连接晶体开关管的发射极，而第一电阻并接在第一二极管的两端。
还包括第二二极管和第二电容，第二二极管的阳极连接变压器的副边绕组同名端，第二二极管的阴极连接第二电容的正端，第二电容的负端连接变压器的副边绕组的异名端。
采用上述方案后，本发明采用阻容电路与晶体开关管并接与变压器线圈串接，阻容电路中的二极管在晶体开关管截止期间通过变压线圈产生感应电动势，使D1电压正向偏压而导通，使晶体开关管的电压被阻容电路中的电阻和电容吸收分流，变压耦合线圈也具有对交流有限流及抗高频差模干扰作用，从而使晶体开关管集电极上的尖峰电压被吸收而保护晶体开关管，实现晶体开关管应力大大减少，EMI辐射干扰也会减少，使负载线轨迹不超过安全工作区，不会发生二次击穿，延长晶体开关管的使用寿命并符合安规(EMC)及电气性能要求。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种反激电源开关管过电压抑制电路，应用于反激电路中，所述反激电路包括变压器P1、晶体开关管Q1、二极管D2和电容C2，变压器P1的原边绕组同名端连接Q1的集电极，变压器P1的副边绕组同名端连接D2的阳极，D2的阴极连接C2的正端，C2的负端连接副边绕组的异名端；变压器P1的原边绕组异名端作为反激电路的输入端，晶体开关管Q1的发射极作为反激电路的接地端，二极管D2的阴极作为反激电路的输出端，电容C2的负端作为反激电路的接地端。
本发明的改进点在于，在变压器P1的原边电路设置阻容电路及耦合电路，具体来说，参考图1，所述阻容电路包括电阻R1、电容C1和二极管D1，其中，二极管D1的阳极连接在变压器P1原边绕组同名端与晶体开关管Q1的集电极之间，二极管D1的阴极经由电容C1连接晶体开关管Q1的发射极，而电阻R1并接在二极管D1的两端；所述耦合电路包括耦合线圈P2和二极管D3，耦合线圈P2与变压器P1耦合，另设置二极管D3的阴极连接变压器P1原边绕组异名端(也即反激电路的输入端)，二极管D3的阳极连接耦合线圈P2的同名端，耦合线圈P2的异名端连接晶体开关管Q1的发射极(也即反激电路的接地端)。
本发明的工作原理是：为方便分析，设定变压器P1副边回路寄生电感、电容C2的寄生电感，以及输出线路的漏感均折射到原边回路，并以LLT表示；而储能在变压器原边绕组的电感以LP表示，LLT与LP串联并连接在晶体开关管Q1的集电极上。在反激电路中，储能在变压器原边电感LP的主要能量在反激时期中将传输到副边，LP+LLT上的能量在Q1关断时产生过电压，重新按集电极-发射极间的漏电容值分配在集电极-发射极间。因此过电压是构成损坏管子的开关应力，必须增加缓冲网络予以限制，而本实施例通过在Q1旁增加阻容电路，并附加与P1耦合的耦合线圈P2和二极管D3，Q1导通时反激电路输入端的电压VS加在LP+LLT上，由于D1反偏阻止C1的充电，所以Q1的集电极电压VC几乎等于0V；当Q1关断时，由于反激作用，Q1集电极电压VCD快速上升，但由于D1此时有正偏压而导通，经R1、D1给C1充电，VCD电压逐渐上升，即Q1集电极电压VCD也是逐渐上升，而且钳位在R1的端电压VC上，从而把Q1集电极上升的尖峰电压的顶部削去吸收了。
在周期的剩下时间里，随着R1放电电流减小，C1的电压降会返回到原来值，多余的反激电能被消耗在R1上，此钳位电压是自跟踪的，在稳态工作时，因为C1的电压会自动地调整，直到所有多余的反激电能消耗在R1上。如果在所有其它情况下，都要维持某一恒定钳位电压，则可通过减小R1值或减小漏感值来抑制钳位电压的升高趋势。
综合上述，通过在反激电路中增加设置阻容电路和耦合电路，VS端的AC电压储能在变压器原边绕组LP的主要能量在反激时期将通过变压器磁芯耦合传输到副边绕组，产生直流电压再经D2整流变成一个非常平滑的直流电压，输出电压用于为其它系统供电，如电源单片机、电脑系统等，变压器中的原边绕组LP、副边绕组VS'的作用是变换电压，并具有绝缘隔离及相应的功率传送的功能。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种反激电源开关管过电压抑制电路，应用于反激电路中，所述反激电路包括变压器(P1)和晶体开关管(Q1)，变压器(P1)的原边绕组同名端连接晶体开关管(Q1)的集电极；其特征在于：包括耦合线圈(P2)和第三二极管(D3)，耦合线圈(P2)与变压器耦合，第三二极管(D3)的阴极连接变压器原边绕组异名端，第三二极管(D3)的阳极连接耦合线圈(P2)的同名端，耦合线圈(P2)的异名端连接晶体开关管(Q1)的发射极。
2.如权利要求1所述的反激电源开关管过电压抑制电路，其特征在于：还包括第一电阻(R1)、第一电容(C1)和第一二极管(D1)，其中，第一二极管(D1)的阳极连接在变压器原边绕组同名端与晶体开关管(Q1)的集电极之间，第一二极管(D1)的阴极经由第一电容(C1)连接晶体开关管(Q1)的发射极，而第一电阻(R1)并接在第一二极管(D1)的两端。
3.如权利要求1所述的反激电源开关管过电压抑制电路，其特征在于：还包括第二二极管(D2)和第二电容(C2)，第二二极管(D2)的阳极连接变压器(P1)的副边绕组同名端，第二二极管(D2)的阴极连接第二电容(C2)的正端，第二电容(C2)的负端连接变压器(P1)的副边绕组的异名端。
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