CN202019302U - 自耦变压器线路及其具有多路输出的llc谐振电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自耦变压器线路，其应用于LLC谐振电路，该自耦电压器线路包括：自耦变压器、整流器及输出滤波电容，其中，自耦变压器的原边与LLC谐振电路的谐振变压器副边并联，自耦变压器的副边接整流器，整流器的输出并联输出滤波电容。本实用新型还公开了一种包含该自耦变压器线路的具有多路输出的LLC谐振电源电路。通过上述方式，本实用新型能够以简单可靠的方式实现多路输出的目的，电路设计简单、成本低、可靠性高，且提高整个线路效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，特别是涉及一种应用于LLC谐振电源电路的自耦变压器线路。
背景技术
随着社会的发展，绿色低碳成为潮流，对电子产品的能耗要求越来越高。LLC谐振变换电路是开关电源电路的一种，因其开关元件工作在零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)状态，所以大大降低了开关损耗，具有高效节能的优点，被广泛地应用到消费类电子产品中，如LCDTV及PDP电视中的电源模块。
通常一个LLC谐振变压器对应一路输出，如图1所示LLC谐振电源电路的电路图，LLC谐振电源电路10包括两个谐振变压器，通过适当的变压器设计，可以提供一路或两路输出。当需要两组以上的多组输出电压时，通常需要在LLC电路的输出再增加一级DC/DC电路来满足，这样做整个电路设计复杂，成本高，可靠性较低，整个线路效率低。
故有必要设计一种线路解决以上问题。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种自耦变压器线路及其具有多路输出的LLC谐振电源电路，能够使具有多路输出的LLC谐振电源电路设计简单、成本低、可靠性高，且提高整个线路效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种自耦变压器线路，其应用于LLC谐振电路，自耦变压器线路包括：自耦变压器、整流器以及输出滤波电容，自耦变压器的原边与LLC谐振电路的谐振变压器副边并联，自耦变压器的副边接整流器，整流器的输出并联输出滤波电容。
其中，自耦变压器包括原边绕组和副边绕组，副边绕组包括两个对称的副边绕组，第一副边绕组的第二端接第二副边绕组的第一端，并接地。
其中，整流器包括两个二极管，第一二极管正极接第一副边绕组的第一端，第二二极管正极接第二副边绕组的第二端，第一二极管负极和第二二极管负极并联并接输出滤波电容正极，输出滤波电容负极接地。
其中，第一二极管和第二二极管为快恢复型二极管。
其中，自耦变压器的原副边绕组匝比为2∶1。
其中，自耦变压器采用三明治绕法。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种包含自耦变压器线路的具有多路输出的LLC谐振电源电路，其包括：谐振变压器、第一整流器、第一输出滤波电容，电源电路还包括：至少一个自耦变压器、第二整流器以及第二输出滤波电容，自耦变压器的原边与第一整流器并联并接在谐振变压器的副边，第一整流器的输出并联第一输出滤波电容；自耦变压器的副边接第二整流器，第二整流器的输出并联第二输出滤波电容。
其中，自耦变压器包括原边绕组及副边绕组，副边绕组包括两个对称绕组，第一副边绕组的第二端接第二副边绕组的第一端，并接地。
其中，第二整流器包括两个二极管，第一二极管正极接第一副边绕组的第一端，第二二极管正极接第二副边绕组的第二端，第一二极管的负极和第二二极管的负极并联并接第二输出滤波电容的正极，第二输出滤波电容的负极接地。
其中，谐振电源电路进一步包括：电源、串联于电源输出端的谐振电容，谐振电容与谐振变压器的原边串联。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型增加自耦变压器线路，实现LLC谐振电源电路多路输出，整个电路设计简单、成本低、可靠性高，且提高整个线路效率。
附图说明
图1是LLC谐振电源电路的电路图；
图2是本实用新型具有多路输出的LLC谐振电源电路一较佳实施方式的电路图；
图3是图2中自耦变压器的示意图。
具体实施方式
参阅图2和图3，图2是本实用新型具有多路输出的LLC谐振电源电路一较佳实施方式的电路图，图3是图2中自耦变压器的示意图。LLC谐振电源电路20包括：变压器T1、T2为LLC谐振变压器，电容C1、C2并联作为谐振电容，变压器T1、T2的励磁电感、漏感及谐振电容C1、C2构成串联LLC谐振电路，谐振电容C1、C2与谐振变压器T1的原边21及T2的原边23串联。由控制器IC1通过R2、R3、D1以及R4，、R5、D2构成驱动电路给开关管Q1、Q2驱动信号，开关管Q1、Q2接电源提供激励信号，谐振电路在激励信号的激励下谐振，让开关管Q1、Q2在零电压状态下开关ZVS或零电流状态下开关ZCS。流过谐振变压器T1的原边21及T2的原边23的谐振电流在谐振变压器T1的副边22及T2的副边24产生感应电流，通过全波整流器D3、D4、D5、D6整流，再通过电容C3、C4并联形成的滤波电容滤波就可以得到直流输出。这里整流器D3、D4输出和整流器D5、D6输出并联在一起，并且T1、T2变压器原副边匝比相同，故可以得到一路输出。通过选择适当的工作频率和谐振电路参数就可以得到期望的输出电压。例如，本实施例中为一路电压为48V的直流输出。为了得到多路的输出，如不同电压的输出。本实用新型增加自耦变压器线路，包括：自耦变压器T3和D7、D8组成的第二整流器，以及第二输出滤波电容C5，自耦变压器T3副边包括副边绕组26，其中副边绕组包括两个对称绕组，两个对称绕组包括第一副边绕组261及第二副边绕组262第一副边绕组的第二端2612接第二副边绕组的第一端2621，并接地。自耦变压器T3原边绕组25并联接在其中一个谐振变压器T1的输出，自耦变压器T3第一副边绕组第一端2611接整流二极管D7正极271，第二副边绕组第二端2622接整流二极管D8正极281，整流二极管D7的负极272和D8的负极282并联并接到滤波电容C5的正极291，滤波电容C5的负极292接地。其中，T3原边包括原边绕组25，原边绕组25包括第一原边绕组251和第二原边绕组252，第一原边绕组的第二端2512接第二原边绕组的第一端2521。第一原边绕组的第一端2511与第一副边绕组的第一端2611为同名端，第一原边绕组的第一端2511与第一副边绕组的第二端2612为异名端；第二原边绕组的第一端2521与第二副边绕组的第一端2621为同名端，第二原边绕组的第一端2521与第二副边绕组的第二端2622为异名端。
当谐振变压器T1原边21的谐振电流由第一端211流入，第二端212流出时，在谐振变压器T1副边绕组22产生感应电流，由谐振变压器T1副边第一端221流出，经外部电路流回第二端222。此时有部分电流流入自耦变压器T3的第一原边绕组的第一端2511，再由自耦变压器T3的第二原边绕组的第二端2522流出，由自耦变压器T3的第一副边绕组的第一端2611流出经过整流二极管D7再经过滤波电容滤波得到多一路输出供给负载，此时D8被反向偏置，不导通。
当谐振变压器T1原边的谐振电流由第二端212流入，第一端211流出时，在谐振变压器T1副边绕组22产生感应电流，由谐振变压器T1副边第二端222流出，经外部电路流回第一端221。此时有部分电流流入自耦变压器T3的第二原边绕组的第二端2522，再由自耦变压器T3的第一原边绕组的第一端2511流出，由自耦变压器T3的第二副边绕组的第二端2622流出经过整流二极管D8再经过滤波电容滤波得到多一路输出供给负载，此时D7被反向偏置，不导通。
以上描述了采用自耦变压器T3及整流滤波线路构成的自耦变压器线路结构及获得多一路输出电压的原理。同样，还可以通过相同的自耦变压器线路产生更多路的输出电压。如图中T4、D9、D10、C6组成的自耦变压器线路，其线路结构及工作原理与上面描述相同，不再复述。另外还可以通过设置自耦变压器的原副边不同匝比，可以得到不同的电压输出值。
在本实施例中由T1、T2变压器输出电压为48V，自耦变压器T3原副边匝比为2∶1，自耦变压器T4的原副边匝比为4∶1。所述第二组电压输出端输出直流电压为24V，所述第三组电压输出端输出直流电压为12V。
为了使自耦变压器原副边有较好的耦合度及较小的漏感，自耦变压器可采用三明治绕法，即将原边绕组拆分成对等的两个绕组，先将第一个原边绕组后绕制在变压器骨架内层，第一原边绕组外面绕制副边的两个绕组，最后在副边绕组的外面绕上第二原边绕组。
为了减少整流二极管的反向恢复损耗，整流器所采用二极管为快恢复型二极管，如快恢复型肖特基二极管。
综上所述，本实用新型以简单可靠的方式实现多路输出的目的，电路设计简单、成本低、可靠性高，且提高整个线路效率。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种自耦变压器线路，其应用于LLC谐振电路，其特征在于，所述自耦变压器线路包括：自耦变压器、整流器以及输出滤波电容，所述自耦变压器的原边与所述LLC谐振电路的谐振变压器副边并联，所述自耦变压器的副边接所述整流器，所述整流器的输出并联所述输出滤波电容。
2.根据权利要求1所述的自耦变压器线路，其特征在于，所述自耦变压器包括原边绕组和副边绕组，所述副边绕组包括两个对称的副边绕组，第一副边绕组的第二端接第二副边绕组的第一端，并接地。
3.根据权利要求2所述的自耦变压器线路，其特征在于，所述整流器包括两个二极管，第一二极管正极接所述第一副边绕组的第一端，第二二极管正极接所述第二副边绕组的第二端，所述第一二极管负极和所述第二二极管负极并联并接所述输出滤波电容正极，所述输出滤波电容负极接地。
4.根据权利要求3所述的自耦变压器线路，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管为快恢复型二极管。
5.根据权利要求1所述的自耦变压器线路，其特征在于，所述自耦变压器的原副边绕组匝比为2∶1。
6.根据权利要求1所述的自耦变压器线路，其特征在于，所述自耦变压器采用三明治绕法。
7.一种具有多路输出的LLC谐振电源电路，其包括：谐振变压器、第一整流器、第一输出滤波电容，其特征在于，所述电源电路还包括：至少一个自耦变压器、第二整流器以及第二输出滤波电容，所述自耦变压器的原边与所述第一整流器并联并接在所述谐振变压器的副边，所述第一整流器的输出并联所述第一输出滤波电容；所述自耦变压器的副边接所述第二整流器，所述第二整流器的输出并联所述第二输出滤波电容。
8.根据权利要求7所述的谐振电源电路，其特征在于，所述自耦变压器包括原边绕组及副边绕组，所述副边绕组包括两个对称绕组，第一副边绕组的第二端接第二副边绕组的第一端，并接地。
9.根据权利要求8所述的谐振电源电路，其特征在于，所述第二整流器包括两个二极管，第一二极管正极接所述第一副边绕组的第一端，第二二极管正极接所述第二副边绕组的第二端，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极并联并接所述第二输出滤波电容的正极，所述第二输出滤波电容的负极接地。
10.根据权利要求7所述的谐振电源电路，其特征在于，所述谐振电源电路进一步包括：电源、串联于所述电源输出端的谐振电容，所述谐振电容与所述谐振变压器的原边串联。
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