CN201118446Y - 零电压谐振半桥开关稳压电源 - Google Patents
零电压谐振半桥开关稳压电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201118446Y CN201118446Y CNU2007201708395U CN200720170839U CN201118446Y CN 201118446 Y CN201118446 Y CN 201118446Y CN U2007201708395 U CNU2007201708395 U CN U2007201708395U CN 200720170839 U CN200720170839 U CN 200720170839U CN 201118446 Y CN201118446 Y CN 201118446Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transformer
- bridge
- voltage
- circuit
- power supply
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型公开的一种零电压谐振半桥开关稳压电源，包括：半桥驱动集成电路，半桥主电路，连接半桥主电路的变压器，整流电路，反馈网络。变压器是弱耦合变压器，变压器输入端串联有谐振电容，连接变压器输出端的整流电路与输出器直接相连。本实用新型利用弱耦合方式绕法变压器，在连接半桥主电路的变压器输入端串联谐振电容构成的谐振半桥，使半桥控制集成电路PWM IC的原反馈端不再是用于反馈用，将原来用于频率调整的端子变为了提供频率振荡用和反馈信号的输入端的两个功能。零电压转换半桥ZVS，变压器的弱耦合方式增大漏感，利用漏感和外加电容，包括杂散电容和MOSFET的附加电容发生谐振，完成零电压转换。具有干扰小，成本低，无需储能电感的特点。
Description
本实用新型涉及一种应用于谐振半桥开关稳压电源，更具体地说，本实用新型涉及其电源通用半桥控制集成电路的零电压电源谐振半桥，特别是适用于液晶电视和等离子电视的电源，功率放大器用电源，大功率LED电源，电脑电源等。
背景技术
在现有技术中，用于谐振半桥开关稳压电源的零电压谐振半桥开关稳压电源主要是利用变压器的漏感与谐振电容做谐振，实现MOSFET的ZVS功能和提高开关电源的效率，其控制驱动电路都是专用电路。而绝大部分半桥电路还是采用传统方法，即用非谐振方法来完成电路的实现。脉宽调制PWM半桥驱动IC原理是利用导通宽度来控制输出电压的高低，在图1现有技术电路中，半桥驱动集成电路B1内部产生方波信号，其频率大小由外接振荡用元件A1来控制，方波信号的占空比由反馈网络G1来控制(Pulse Width Modulation---PWM，脉宽控制就由此得名)，半桥驱动集成电路B1控制半桥主电路C1(上管和下管等电路)，上管和下管的占空比相同，都是由半桥驱动集成电路B1控制，半桥主电路C1到变压器的占空比的改变通过变压器来改变整流部分D1的导通时间，整流部分D1的导通时间也就决定输出能量的多少，从而改变输出电路F1电压的高低。反馈网络G1检测输出电路F1电压的高低，并回输给半桥驱动集成电路B1。从而完成一个闭环网络的控制。其中，储能电感E1的作用有两个，一是为了半桥主电路交流短路。因为没有E1这个电感，半桥主电路与负载的连接交流部分是短路的。二是为了在上管和下管都不导通时续流用。半桥控制的是通过反馈部分来控制输出波形的占空比(PWM)，调节输出电压的，当输出电压发生变化时，通过反馈网络检测电路把这一变化检测出来并送到PWM IC的反馈输入端，PWM IC检测到这一变化后立即改变占空比，从而改变输出端的导通时间，也就改变了输出的能量，使得输出电压稳定。现有技术通用半桥控制的是通过反馈部分来控制输出波形的占空比PWM，从而调节输出电压。
综上所述，现有技术的不足之处是采用硬开关，EMI难控制。变压器在开关机时易出现磁饱和，进而引起炸功率开关管。副边整流需要耐压较高的二极管。变压器副边整流需要输出储能电感。采用的功率开关管有较大的开关损耗。成本较高(相同电流二极管，耐压越高，成本越高。同时，储能电感也需要一定的费用)。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种占空比不变，干扰小，成本低，无需储能电感，变压器兼储能和变压两功能，通过改变其频率(PFM)来控制输出电压高低的零电压电源谐振半桥。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种零电压谐振半桥开关稳压电源，包括，频率大小由外接振荡元件来控制的半桥驱动集成电路，由半桥驱动集成电路控制的半桥主电路，连接半桥主电路的变压器，并通过变压器来改变副边整流部分导通时间、电流幅度和改变输出电路电压高低的整流电路，以及检测输出电路电压，并回输给半桥驱动集成电路的反馈网络，其特征在于，所述变压器是弱耦合变压器，连接半桥主电路的变压器输入端串联有谐振电容，连接变压器输出端的整流电路与输出器直接相连。
本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。
本实用新型利用弱耦合方式绕法变压器，在连接半桥主电路的变压器输入端串联谐振电容构成的谐振半桥，使半桥控制集成电路PWM IC的原反馈端不再是用于反馈用，将原来用于频率调整的端子变为了提供频率振荡用和反馈信号的输入端的两个功能。零电压导通半桥ZVS，变压器的弱耦合方式增大漏感，利用漏感和外加电容，包括杂散电容和MOSFET的附加电容发生谐振，完成零电压导通。由于谐振半桥ZVS是零电压导通，，干扰很小，EMI较普通非谐振半桥的电源好，同时，效率也较普通非谐振半桥的电源好.在成本方面，由于变压器采用弱耦合方式绕法，使原边的漏感较现有技术通用的耦合方式绕制的变压器漏感大，使变压器变为了变压和储能两个功能。可使整流电路输出的变压器副边不再需要储能的电感。变压器原边也可以不需要串接储能电感。但有时为了好调试，变压器原边也可以串一个很小体积的电感。通过半桥驱动集成电路反馈端点位置的改变，占空比不变，控制输出波形的频率(PFM)调节输出器输出电压部分，加上采用了普通PWM(脉宽调制)半桥驱动IC(如KA7500，TL494等)，进一步降低了成本。
附图说明
图1现有技术半桥开关稳压电源的电路连接框图。
图2是本实用新型的电路连接框图。
图3是本实用新型变压器的弱耦合方式绕法一个实施例。
图4本实用新型变压器弱耦合方式绕法的另一个实施例。
具体实施方式
在图2中，主要包括以现有技术方式连接的，频率大小由外接振荡元件来控制的半桥驱动集成电路，由半桥驱动集成电路控制的半桥主电路，连接半桥主电路的变压器，并通过变压器来改变导通时间和电流幅度的整流电路，以及检测输出电路电压，并回输给半桥驱动集成电路的反馈网络。本实用新型的区别在于，所述半桥驱动集成电路不是专用电路，是通用半桥驱动集成电路，所述的所述变压器是弱耦合变压器，变压器是由弱耦合方式绕制而成的变压器。其中，连接半桥主电路的变压器输入端串联有谐振电容，谐振电容一般选用无感聚乙烯电容CBB，改变谐振电容的电容值可以改变谐振点，连接变压器输出端的整流电路与输出器直接相连。变压器与谐振电容串联后与输出器直接连接，连接输出器的反馈网络G2检测电路检测出变化信号，送到半桥控制集成电路PWMIC的频率控制端.谐振电路原理是：变压器的漏感与谐振电容发生谐振，当开关频率的改变，会引起通过变压器原边的电流和C2输出的方波电压信号之间发生相移，谐振电路的特点就是谐振电流和输入电压在不同频率下有不同的相移，相移的多少就会影响电流的幅度大小，从而改变通过变压器的原边电流的幅度，通过变压器，也就影响了输出到负载能量的多少，达到稳定输出电压的目的。
半桥驱动集成电路B2内部产生方波信号，其频率大小由外接振荡用元件A2和反馈网络G2来控制(Pulse Frequency Modulation---PFM，脉冲频率调制就由此得名)，方波信号的占空比不变，半桥驱动集成电路B2控制半桥主电路C2，上管和下管等电路，上管和下管的占空比相同，固定不变，频率由半桥驱动集成电路B2控制，变压器串联有谐振电容，半桥主电路C2到变压器的方波信号频率的改变，可引起变压器内部电流和半桥主电路C2输出的方波电压信号之间的相位发生变化，它们之间相位发生变化引起变压器内部电流的幅度发生变化，也就改变了整流部分D2的导通时间，整流部分D2的导通时间和电流幅度也就决定输出能量的多少，从而改变输出电路F2电压的高低。反馈网络G2检测输出电路F2电压的高低，并回输给外接振荡用元件A2，并引起振荡频率的改变，从而完成一个闭环网络的控制。由于变压器采用弱耦合方式，变压器原边漏感较大，因此，半桥主电路与负载的连接交流部分是不会短路的，储能电感也就可以不要。
其工作原理主要是：当输出电压发生变化时，通过反馈网络检测电路把这一变化检测出来并送到PWM IC的频率控制端，进而PWM IC的振荡频率发生变化，由于是谐振电路，当频率发生变化时，变压器原边电流和主电路输出电压的相位也会发生变化，进而改变电流的幅度，输出整流端导通时间和电流幅度也会发生变化，从而改变输出能量的多少，达到输出电压的稳定.
在图3所示的变压器实施例中，弱耦合变压器由错位绕制在磁芯3上的原边绕组1和副边绕2组成。弱耦合变压器的原边绕组1与副边绕组2通过部分错位绕制，副边绕组2绕制在原边绕组1之上。可使原边绕组1和副边绕组2之间的磁耦合减小，增大漏感。这样就可以利用该增大的漏感作为谐振电感。还可以用增减匝数来改变漏感的大小。通过改变磁芯3气隙大小可以大范围改变原边绕组1的电感量。
在图4所示的变压器另一实施例中，弱耦合变压器由中间挡墙4分隔的原边绕组5和副边绕组6分开绕制在两相连接的磁芯7上。这样就可使得原边绕组5和副边绕组6之间的磁耦合减小，增大漏感，利用该漏感作为谐振电感。漏感的大小可以调整中间的挡墙4宽度来改变，也可以通过改变原边匝数5来改变漏感的大小，改变磁芯7气隙大小可以大范围改变原边5电感量。因为变压器的原边绕组5与副边绕组6是完全分离的，因此无须使用隔离胶带，这样有助于形体的小型化。
Claims (5)
1.一种零电压谐振半桥开关稳压电源，包括，频率大小由外接振荡元件来控制的半桥驱动集成电路，由半桥驱动集成电路控制的半桥主电路，连接半桥主电路的变压器，并通过变压器来改变副边整流部分导通时间、电流幅度和改变输出电路电压高低的整流电路，以及检测输出电路电压，并回输给半桥驱动集成电路的反馈网络，其特征在于，所述变压器是弱耦合变压器，连接半桥主电路的变压器输入端串联有谐振电容，连接变压器输出端的整流电路与输出器直接相连。
2.根据权利要求1所述的零电压谐振半桥开关稳压电源，其特征在于，所述的弱耦变压器是弱耦合方式绕制而成的变压器。
3.根据权利要求1或2所述的零电压电源谐振半桥，其特征在于，所述的弱耦合变压器由错位绕制在磁芯上的原边绕组和副边绕组组成。
4.根据权利要求3所述的零电压电源谐振半桥，其特征在于，所述弱耦合变压器的副边绕组(2)绕制在原边绕组(1)之上。
5.根据权利要求1或2所述的零电压电源谐振半桥，其特征在于，所述的弱耦合变压器由中间挡墙分隔的原边绕组和副边绕组分开绕制在两相连接的磁芯上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007201708395U CN201118446Y (zh) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | 零电压谐振半桥开关稳压电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007201708395U CN201118446Y (zh) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | 零电压谐振半桥开关稳压电源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201118446Y true CN201118446Y (zh) | 2008-09-17 |
Family
ID=39993039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2007201708395U Expired - Fee Related CN201118446Y (zh) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | 零电压谐振半桥开关稳压电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201118446Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103580493A (zh) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 弗莱克斯电子有限责任公司 | 新式高功率变换器架构 |
| CN107138028A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-08 | 华东师范大学 | 一种柔性等离子体气体净化装置 |
-
2007
- 2007-11-16 CN CNU2007201708395U patent/CN201118446Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103580493A (zh) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 弗莱克斯电子有限责任公司 | 新式高功率变换器架构 |
| CN103580493B (zh) * | 2012-07-27 | 2018-07-10 | 弗莱克斯电子有限责任公司 | 高功率变换器架构 |
| CN107138028A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-08 | 华东师范大学 | 一种柔性等离子体气体净化装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7388760B2 (en) | Switching power supply circuit | |
| CN102299616B (zh) | 一种自激推挽式变换器 | |
| CN201336757Y (zh) | 用于大功率led光源的多路恒流电源 | |
| US10797533B2 (en) | Wireless power transmission device | |
| CN103384117B (zh) | 一种变频模式转换器及其调控方法 | |
| EP1367705A1 (en) | Switching power source circuit with drive frequency variably controlled by switching element | |
| CN110798073A (zh) | 一种宽电压范围输出电流馈电变换器 | |
| CN110739859B (zh) | 一种对称半桥谐振开环直流比例变换器 | |
| CN102055340B (zh) | 全桥直流-直流变换器的控制方法 | |
| CN115378266A (zh) | 适用于宽范围输出电压的变换器及其控制方法 | |
| CN201054545Y (zh) | 中功率多路输出薄型开关电源 | |
| CN102522492A (zh) | 一种压电耦合器及其电源电路 | |
| CN113676057B (zh) | 一种基于二次电流模拟的llc同步整流电路 | |
| CN201118446Y (zh) | 零电压谐振半桥开关稳压电源 | |
| CN109742957A (zh) | 一种双环全谐振型软开关变换器 | |
| CN109787371B (zh) | 用于无线电能传输系统的磁集成差分e类整流器 | |
| CN113794288B (zh) | 一种双并联电感的无线电能传输补偿拓扑结构 | |
| US6856095B2 (en) | High frequency heating device | |
| Hsu et al. | The design and implementation of LLC resonant half-bridge converter with natural interleaved power-factor-correction | |
| CN202190213U (zh) | 一种最小电流跟踪控制zvs直流变换器 | |
| CN211266770U (zh) | 一种零电压开关的谐振电源变换电路及变换器 | |
| CN103997217A (zh) | 一种基于平板型电感的定频串联谐振变换器 | |
| CN208890657U (zh) | 一种推挽式dc-dc开关电源 | |
| CN100533936C (zh) | 一种实现开关电源零电压开关转换的电路 | |
| CN110943624A (zh) | 一种零电压开关的谐振电源变换电路及变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20101116 |