CN113612384A - 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案 - Google Patents

一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案 Download PDF

Info

Publication number
CN113612384A
CN113612384A CN202110008862.9A CN202110008862A CN113612384A CN 113612384 A CN113612384 A CN 113612384A CN 202110008862 A CN202110008862 A CN 202110008862A CN 113612384 A CN113612384 A CN 113612384A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
diode
secondary winding
capacitor
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110008862.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113612384B (zh
Inventor
王清金
丰明刚
朱建航
张胜强
孙俊峰
仝建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Topscomm Communication Co Ltd filed Critical Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
Priority to CN202110008862.9A priority Critical patent/CN113612384B/zh
Publication of CN113612384A publication Critical patent/CN113612384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113612384B publication Critical patent/CN113612384B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案，包括负压电路、倍压电路，负压电路利用反激变换器次级绕组同名端输出电压跳变，倍压电路利用反激变换器次级绕组异名端输出电压跳变，将电荷泵结合在反激电源次级绕组，使得反激变换器可在同一次级绕组就可同时实现负压及倍压输出，解决常规反激电路采用增加一路变压器绕组耦合的方法来实现负压或倍压输出，带来的变压器绕制复杂和产生的交叉调整率问题。本发明结合反激变换器和电荷泵的特点提出一种利用单个次级绕组同时输出正常电压并利用电荷泵原理产生负压及倍压的电路，使单路输出的反激电源兼容同时需要负压及倍压的应用场合，拓展了单路输出的反激电源的应用范围。

Description

一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案
技术领域
本发明涉及电源领域，具体涉及一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案。
背景技术
反激式开关变换器作为开关电源的一种,具有电路简单,效率高等优点,经常用于功率在100W以下的小功率多输出场合。很多电子系统常常需要同时用到多路电源，包括负压电源及倍压电源，而常规反激电路通常采用增加一路变压器绕组耦合的方法来实现，增加了变压器的复杂性，同时带来交叉调整率的问题。本发明结合反激变换器和电荷泵的特点提出了一种利用单个次级绕组同时输出正常电压并利用电荷泵原理产生负压及倍压的电路。
发明内容
本发明的目的在于使反激变换器利用单个绕组不仅可以输出正常的工作电压，还可同时输出负压或者倍压，兼容同时需要负压或倍压的应用场合，拓展其应用范围。为了达到上述目的，利用反激变换器次级绕组输出电压跳变的特点，与电荷泵电路巧妙结合提供了一种反激变换器次级负压及倍压电路。只利用一个变压器次级绕组就可同时输出正负或倍压两种电平。拓展了单路输出的反激电源的应用范围，且其成本低廉，性能可靠，很好的解决了单路输出的反激电源兼容负压及倍压的问题。
本发明提供了一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案，包括负压电路、倍压电路。
所述负压电路包括反激变压器、储能电容一、储能电容二、储能电容三。负压电路利用反激变换器次级绕组同名端输出电压跳变，当反激变换器次级绕组同名端输出为正压时，给储能电容三充电，实现正常的正压输出，同时给储能电容一充电；当反激变换器次级绕组同名端电压为负时，把储能电容一连接到负压电路上，将储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现负压输出；
所述倍压电路利用反激变换器次级绕组异名端输出电压跳变的特点，当反激变换器次级绕组异名端输出为0时，给储能电容三充电，正常的正压输出，同时给储能电容一充电；当反激变换器次级绕组异名端电压为正时，把储能电容一连接到倍压电路上，将储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现倍压输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决常规反激电路通常采用增加一路变压器绕组耦合的方法来实现，造成的变压器绕制复杂和带来相应的交叉调整率问题。只利用一个变压器次级绕组就可得到两种极性的电平，使得变压器窗口的绕制压力减小。使用的电路结构简单，使用电子元器件较少，成本低，可靠性高。
附图说明
图1为本发明负压电路原理框架图；
图2为本发明负压电路的具体应用实例电路图；
图3为本发明负压电路工作于第一阶段的电流流通路径；
图4为本发明负压电路工作于第二阶段的电流流通路径；
图5为本发明倍压电路原理框架图；
图6为本发明倍压电路的具体应用实例电路图
图7为本发明倍压电路工作于第一阶段的电流流通路径；
图8为本发明倍压电路工作于第二阶段的电流流通路径。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
如图1所示为本发明的负压电路原理框架图，利用反激变换器次级绕组同名端输出电压跳变，当反激变换器次级绕组同名端输出为正压时，除了给储能电容三充电，实现正常的正压输出外，同时给储能电容一充电。当反激变换器次级绕组同名端电压为负时，把储能电容一连接到负压电路上，将储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现负压输出。
本发明的负压电路将结合附图2，通过以下实施例进一步说明：
反激变压器的次级绕组同名端与二极管D1和二极管D2的阳极连接，二极管D1的阴极与三极管T1的发射极和电容C1的左端连接，电阻R1的一端与次级绕组同名端连接，另一端与三极管T1的基极连接。电容C1的右端和二极管D3的阳极与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极与电容C2的上端连接。次级绕组的异名端分别与三极管T1的集电极、二极管D3的阴极、电容C2和C3的下端连接。二极管D2的阴极和电容C3的上端连接。
具体原理是，反激变换器次级绕组的输出电压波形如图2中所示，其最小值为
Figure BDA0002884238200000021
最大值为Vo。第一阶段，反激变换器次级绕组同名端的电压为Vo，二极管D1和D3导通为电容C1充电，电容C1上的电压变为Vo，且极性是左正右负,通过二极管D2为电容C3充电，实现正常电压输出，其电流流通路径为图3所示。第二阶段，反激变换器次级绕组同名端电压为
Figure BDA0002884238200000022
三极管T1导通，电容C1的左端被拉到GND上，由于电容C1两端的电压为Vo，此时电容C1右端的电压变为-Vo，电容C1上的电荷转移到电容C2上，为电容C2充电，实现负压输出，其电流流通路径为图4所示。其工作过程可以大致概括为第一阶段通过二极管D1和D3导通为C1充电，通过二极管D2为电容C3充电，实现正常电压输出。第二阶段通过三极管T1和二极管D4导通将C1上的电荷转移到电容C2上，实现负压输出。
如图5所示为本发明的倍压电路原理框架图，倍压电路利用反激变换器次级绕组异名端输出电压跳变的特点，当反激变换器次级绕组异名端输出为0时，除了给储能电容三充电，实现正常的正压输出外，同时给储能电容一充电。当反激变换器次级绕组异名端电压为正时，把储能电容一连接到倍压电路上，将刚才储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现倍压输出。
本发明的倍压电路将结合附图6，通过以下实施例进一步说明：
反激变压器的次级绕组异名端与二极管D1和二极管D2的阴极连接，二极管D1的阳极与三极管的发射极和电容C1的左端连接，电阻R1的一端与次级绕组异名端连接，另一端与三极管T1的基极连接。电容C1的右端和二极管D3的阴极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电容C2的下端连接。次级绕组的同名端分别与三极管T1的集电极、二极管D3的阳极、电容C2和C3的上端连接。二极管D2的阳极和电容C3的下端连接。
具体原理是，反激变换器次级绕组的异名端输出电压波形如图6中所示，其最小值为0，最大值为
Figure BDA0002884238200000031
第一阶段，反激变换器次级绕组异名端的电压为0，二极管D1和D3导通为电容C1充电，电容C1上的电压变为-Vo且极性是左负右正,通过二极管D2为电容C3充电，使得电容C3上的电压为Vo，实现正常电压输出。其电流流通路径如7所示。第二阶段，反激变换器次级绕组异名端电压为
Figure BDA0002884238200000032
三极管T1导通，电容C1的左端被拉到Vo上，由于电容C1两端的电压为Vo，此时电容C1右端的电压变为2Vo，电容C1上的电荷转移到电容C2上，为电容C2充电,使得电容C2的电压变为2Vo，实现倍压输出，其电流流通路径如图8所示。其工作过程可以大致概括为第一阶段通过二极管D1和D3导通为C1充电，通过二极管D2为电容C3充电，实现正常电压输出。第二阶段通过三极管T1和二极管D4导通将C1上的电荷转移到电容C2上，实现倍压输出。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域技术人员通过阅读还可以选用同样功能电路等效变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案，其特征在于：包括负压电路、倍压电路，其中负压电路利用反激变换器次级绕组同名端输出电压跳变，当反激变换器次级绕组同名端输出为正压时，给储能电容三充电，实现正常的正压输出，同时给储能电容一充电；当反激变换器次级绕组同名端电压为负时，把储能电容一连接到负压电路上，将储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现负压输出；
倍压电路利用反激变换器次级绕组异名端输出电压跳变，当反激变换器次级绕组异名端输出为0时，给储能电容三充电，正常的正压输出，同时给储能电容一充电；当反激变换器次级绕组异名端电压为正时，把储能电容一连接到倍压电路上，将储能电容一上存储的电荷传递到储能电容二上，实现倍压输出。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案，其特征在于，负压电路反激变压器的次级绕组同名端与二极管D1和二极管D2的阳极连接，二极管D1的阴极与三极管T1的发射极和电容C1的左端连接，电阻R1的一端与次级绕组同名端连接，另一端与三极管T1的基极连接，电容C1的右端和二极管D3的阳极与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极与电容C2的上端连接，次级绕组的异名端分别与三极管T1的集电极、二极管D3的阴极、电容C2和C3的下端连接，二极管D2的阴极和电容C3的上端连接；
倍压电路，反激变压器的次级绕组异名端与二极管D1和二极管D2的阴极连接，二极管D1的阳极与三极管T1的发射极和电容C1的左端连接，电阻R1的一端与次级绕组异名端连接，另一端与三极管T1的基极连接，电容C1的右端和二极管D3的阴极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电容C2的下端连接，次级绕组的同名端分别与三极管T1的集电极、二极管D3的阳极、电容C2和C3的上端连接，二极管D2的阳极和电容C3的下端连接。
CN202110008862.9A 2021-01-05 2021-01-05 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案 Active CN113612384B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110008862.9A CN113612384B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110008862.9A CN113612384B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113612384A true CN113612384A (zh) 2021-11-05
CN113612384B CN113612384B (zh) 2023-07-21

Family

ID=78303241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110008862.9A Active CN113612384B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113612384B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL443010A1 (pl) * 2022-11-30 2024-06-03 Waven Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Układ samowzbudnej pompy ładunku o sprzężeniu indukcyjnym

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0519555A1 (en) * 1991-06-21 1992-12-23 International Rectifier Corporation Quasi push-pull single switch current-fed fly-back converter
CN101075787A (zh) * 2007-06-28 2007-11-21 北京新雷能有限责任公司 倍压整流电路
TW200847601A (en) * 2007-05-30 2008-12-01 Matritek Inc Power supply device and electronic apparatus
TWI501532B (zh) * 2014-04-30 2015-09-21 Univ Nat Taipei Technology 隔離式高升壓轉換器
CN109742953A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 广州金升阳科技有限公司 一种磁隔离驱动电路
CN110661424A (zh) * 2019-09-29 2020-01-07 三峡大学 一种高变压器利用率高增益反激式dc/dc变换器
CN112054684A (zh) * 2020-08-12 2020-12-08 北京卫星制造厂有限公司 一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0519555A1 (en) * 1991-06-21 1992-12-23 International Rectifier Corporation Quasi push-pull single switch current-fed fly-back converter
TW200847601A (en) * 2007-05-30 2008-12-01 Matritek Inc Power supply device and electronic apparatus
CN101075787A (zh) * 2007-06-28 2007-11-21 北京新雷能有限责任公司 倍压整流电路
TWI501532B (zh) * 2014-04-30 2015-09-21 Univ Nat Taipei Technology 隔離式高升壓轉換器
CN109742953A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 广州金升阳科技有限公司 一种磁隔离驱动电路
CN110661424A (zh) * 2019-09-29 2020-01-07 三峡大学 一种高变压器利用率高增益反激式dc/dc变换器
CN112054684A (zh) * 2020-08-12 2020-12-08 北京卫星制造厂有限公司 一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL443010A1 (pl) * 2022-11-30 2024-06-03 Waven Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Układ samowzbudnej pompy ładunku o sprzężeniu indukcyjnym

Also Published As

Publication number Publication date
CN113612384B (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202424526U (zh) 高压输入电源系统
CN110995003B (zh) 一种正反激式开关电源电路
CN115065236B (zh) 基于三电平升压单元的高增益Sepic直流变换器
CN113612384A (zh) 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案
CN108736707B (zh) 一种具有开关电感结构的boost变换器
CN114301282B (zh) 一种基于耦合电感的高增益dc-dc变换器
CN212909346U (zh) 升压功率变换电路
CN101976946B (zh) 直流电间负电压变换电路及方法
CN211127321U (zh) 一种新型独立式谐振电感供电结构
CN212231150U (zh) 一种微能量采集芯片、电路及设备
CN114499183A (zh) 一种宽范围输入非隔离三端口dc-dc变换器
CN216819716U (zh) 自激震荡增压电路、电路板及家电设备
CN219351543U (zh) 一种辅助源供电电路及开关电源
CN215498733U (zh) 一种改进三倍压电路及开关电容耦合电感dc-dc变换器
CN215186463U (zh) 整流稳压输出电路及电源装置
CN216531076U (zh) 一种单开关管高增益dc/dc变换器
CN219760863U (zh) 一种boost pfc电路的延时开关电路
CN219740026U (zh) 供电电路及储能系统
CN113726141B (zh) 一种变换器的抗掉电电路
CN114552970B (zh) 一种二次型sepic变换器
CN211830582U (zh) 单向升压变换电路及其构成的mppt光伏控制器
CN217741575U (zh) 一种经济型dc-dc开关电源内整流方式自切换电路
CN219659594U (zh) 一种开关电源
CN212518797U (zh) 一种开关电源恒流电路的辅助供电电路
CN115065239B (zh) 一种适用于光伏发电的直流三电平Sepic变换器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant