CN204559397U

CN204559397U - 一种单端正激变换器装置

Info

Publication number: CN204559397U
Application number: CN201420542764.9U
Authority: CN
Inventors: 金祖敏; 李想
Original assignee: SHENZHEN SUPLET HYBRID INTEGRATED CIRCUIT CO Ltd; BEIJING SUPLET Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN SUPLET HYBRID INTEGRATED CIRCUIT CO Ltd; BEIJING SUPLET Co Ltd
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2024-09-19

Abstract

本申请提供了一种单端正激变换器装置，变压器的原边绕组与原边开关管串联后，连接正激变换器输入电源的两端；变压器的副边同名端通过滤波电感以及滤波电容与整流管的阳极相连，整流管的阴极与变压器的副边异名端相连；续流管的阳极与整流管的阳极相连，阴极与变压器的副边同名端相连；放电反向二极管的阳极与变压器的副边同名端相连，阴极通过放电管与整流管的阳极相连；箝位管与箝位电容串联后，并联于整流管的两端。其中，所述箝位管与所述放电管是同相开通与关断。该装置采用的副边有源箝位技术不受主电路占空比的限制，通过放电管和放电反向二极管构成的支路，保证副边为二极管整流的单端正激电路能够使用箝位电路进行磁复位，而复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

Description

一种单端正激变换器装置

技术领域

本申请涉及高频开关电源技术领域，尤其涉及一种单端正激变换器装置。

背景技术

单端正激电路结构是中小功率高频开关电源技术领域的一种最通用的技术，电路简单可靠，磁性元件体积较小，且容易设计。原边开关管导通时，输入电源通过变压器向负载传送能量，同时，变压器的励磁电流达到最大值。由于励磁电流无法通过变压器传递到副边，所以需要增加励磁电流复位电路，否则会引起变压器饱和，即磁复位电路，而箝位技术是众多磁复位技术中最为可靠、转换效率和综合性能最高的技术，也是国内外众多电源厂商研究的热点技术之一。箝位技术有众多优点：提高了变压器的利用率；降低开关管的电压应力；提高了功率转换的效率和功率密度等。

目前虽然已经拥有处于变压器副边的箝位电路技术，但是这个技术只能解决副边是同步整流的电路结构的磁复位问题，由于二极管只能单向导通，因此复位电流不能通过，从而导致现有的变压器副边的箝位电路技术无法应用在副边是二极管整流的电路形式中，即副边是二极管整流的单端正激变换器无法使用箝位电路进行磁复位。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种单端正激变换器装置，以克服现有技术中变压器副边的箝位电路技术无法应用在副边是二极管整流的电路形式中，即副边是二极管整流的单端正激变换器无法使用箝位电路进行磁复位的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种单端正激变换器装置，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；

其中，所述变压器的原边绕组与所述原边开关管串联后，连接所述正激变换器输入电源的两端；

所述整流滤波装置包括：整流管、续流管、滤波电感和滤波电容；

所述箝位装置包括：箝位管、箝位电容、放电管和放电反向二极管；

所述变压器的副边同名端通过所述滤波电感以及所述滤波电容与所述整流管的阳极相连，所述整流管的阴极与所述变压器的副边异名端相连；

所述续流管的阳极与所述整流管的阳极相连，阴极与所述变压器的副边同名端相连；

所述放电反向二极管的阳极与所述变压器的副边同名端相连，阴极通过所述放电管与所述整流管的阳极相连；

所述箝位管与所述箝位电容串联后，并联于所述整流管的两端。

优选的，所述箝位管与所述放电管是同相开通与关断。

优选的，所述箝位管和所述放电管与原边开关管是反向开通与关断。

优选的，所述原边开关管为N沟道的MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

优选的，所述箝位管和所述放电管为N沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

优选的，还包括：与所述箝位管的栅极相连的第一限流电阻、与所述放电管的栅极相连的第二限流电阻以及变压器辅助绕组。

优选的，所述箝位管的源极通过所述箝位电容与所述整流管的阴极相连，漏极与所述整流管的阳极、所述续流管的阳极、所述放电管的源极以及所述滤波电容相连；所述放电管的漏极与所述放电反向二极管的阴极相连；所述变压器辅助绕组的异名端通过所述第一限流电阻与所述箝位管的栅极相连，通过所述第二限流电阻与所述放电管的栅极相连，同名端与所述箝位管的漏极相连。

优选的，所述箝位管和所述放电管为P沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

优选的，所述箝位管的源极通过所述箝位电容与所述整流管的阴极相连，漏极与所述整流管的阳极、所述续流管的阳极、所述放电反向二极管的阴极以及所述滤波电容相连；所述放电管的源极与所述放电反向二极管的阳极相连，漏极与所述续流管的阴极相连；所述变压器辅助绕组的异名端通过所述第一限流电阻与所述箝位管的栅极相连，通过所述第二限流电阻与所述放电管的栅极相连，同名端与所述箝位管的漏极相连。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种单端正激变换器装置，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；其中，所述变压器的原边绕组与所述原边开关管串联后，连接所述正激变换器输入电源的两端；所述整流滤波装置包括：整流管、续流管、滤波电感和滤波电容；所述箝位装置包括：箝位管、箝位电容、放电管和放电反向二极管；所述变压器的副边同名端通过所述滤波电感以及所述滤波电容与所述整流管的阳极相连，所述整流管的阴极与所述变压器的副边异名端相连；所述续流管的阳极与所述整流管的阳极相连，阴极与所述变压器的副边同名端相连；所述放电反向二极管的阳极与所述变压器的副边同名端相连，阴极通过所述放电管与所述整流管的阳极相连；所述箝位管与所述箝位电容串联后，并联于所述整流管的两端。该装置采用的副边有源箝位技术不受主电路占空比的限制，通过放电管和放电反向二极管构成的支路，保证副边为二极管整流的单端正激电路能够使用箝位电路进行磁复位，而复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种单端正激变换器装置结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种单端正激变换器装置结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的一种单端正激变换器装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为克服现有技术中变压器副边的箝位电路技术无法应用在副边是二极管整流的电路形式中，即副边是二极管整流的单端正激变换器无法使用箝位电路进行磁复位的问题，本申请提供了一种单端正激变换器装置，具体方案如下所述。

实施例一

本申请实施例一提供了一种单端正激变换器装置，如图1所示，图1为本申请实施例一提供的一种单端正激变换器装置结构示意图。该单端正激变换器装置包括：变压器T1、原边开关管Q1、整流滤波装置以及箝位装置；

其中，变压器T1的原边绕组与原边开关管Q1串联后，连接正激变换器输入电源的两端；

整流滤波装置包括：整流管D1、续流管D2、滤波电感L1和滤波电容C2；

箝位装置包括：箝位管Q2、箝位电容C1、放电管Q3和放电反向二极管D3；

变压器T1的副边同名端通过滤波电感L1以及滤波电容C2与整流管D1的阳极相连，整流管D1的阴极与变压器T1的副边异名端相连；

续流管D2的阳极与整流管D1的阳极相连，阴极与变压器T1的副边同名端相连；

放电反向二极管D3的阳极与变压器T1的副边同名端相连，阴极通过放电管Q3与整流管D1的阳极相连；

箝位管Q2与箝位电容C1串联后，并联于整流管D1的两端。

需要说明的是，箝位管Q2与放电管Q3是同相开通与关断，箝位管Q2和放电管Q3与原边开关管Q1是反向开通与关断。

由上述技术方案可知，本申请实施例一提供的该单端正激变换器装置，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；其中，变压器的原边绕组与原边开关管串联后，连接正激变换器输入电源的两端；整流滤波装置包括：整流管、续流管、滤波电感和滤波电容；箝位装置包括：箝位管、箝位电容、放电管和放电反向二极管；变压器的副边同名端通过滤波电感以及滤波电容与整流管的阳极相连，整流管的阴极与变压器的副边异名端相连；续流管的阳极与整流管的阳极相连，阴极与变压器的副边同名端相连；放电反向二极管的阳极与变压器的副边同名端相连，阴极通过放电管与整流管的阳极相连；箝位管与箝位电容串联后，并联于整流管的两端。该装置采用的副边有源箝位技术不受主电路占空比的限制，通过放电管和放电反向二极管构成的支路，保证副边为二极管整流的单端正激电路能够使用箝位电路进行磁复位，而复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

实施例二

本申请实施例二提供了一种单端正激变换器装置，如图2所示，图2为本申请实施例二提供的一种单端正激变换器装置结构示意图。该单端正激变换器装置包括：变压器T1、原边开关管Q1、整流滤波装置以及箝位装置；

具体的，在本实施例中，原边开关管Q1可以为N沟道的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应管)金属氧化物半导体场效应管。

需要说明的是，在本实施例中，箝位管Q2和放电管Q3可以为N沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管，此时，该单端正激变换器装置还包括：与箝位管Q2的栅极相连的第一限流电阻R1、与放电管Q3的栅极相连的第二限流电阻R2以及变压器辅助绕组。

具体的，箝位管Q2的源极通过箝位电容C1与整流管D1的阴极相连，漏极与整流管D1的阳极、续流管D2的阳极、放电管Q3的源极以及滤波电容C2相连；放电管Q3的漏极与放电反向二极管D3的阴极相连；变压器T1的辅助绕组的异名端通过第一限流电阻R1与箝位管Q2的栅极相连，通过第二限流电阻R2与放电管Q3的栅极相连，同名端与箝位管Q2的漏极相连。

箝位管Q2与箝位电容C1串联后，并联于整流管D1的两端。

当原边开关管Q1导通时，变压器原边正向励磁，并且同名端为正电压，副边绕组的同名端也是正电压，整流管D1导通，变压器向负载传送能量，同时输出滤波电感L电流增大，储存能量；变压器辅助绕组的异名端为负电压，通过R1、R2加在Q2、Q3的栅极，Q2、Q3关断，所以D3、Q3、Q1回路不能对变压器副边构成短路。当原边的开关管Q1关断时，变压器副边会感应反向电压，即异名端为正电压，整流管D1关断，输出滤波电感通过续流管D2进行续流，同时向负载释放能量。在关断初期，由于电磁感应作用，变压器的励磁电流从副边异名端流出，经过箝位电容C1、箝位管Q2的寄生体二极管、续流管D2，回流到变压器副边的同名端，励磁电流逐渐减小，箝位电容因此被充电，电压升高，当励磁电流减小到零时，将会产生反向电流。而此时由于变压器辅助绕组的异名端也为正电压，这个电压通过驱动电阻R1、R2分别加到箝位管和放电管上，这两个管子导通，所以在励磁电流减小到零以后，箝位电容就通过变压器副边绕组，续流支路、箝位管Q2使得励磁电流反向增加，一直到下一个周期导通为此，这就实现了变压器的磁复位。这里的续流支路会随着负载的变化而变化，当电感电流连续，续流管D2导通时，续流支路为D2，当负载减轻，或者电感电流断续，续流管D2关断时，续流支路则为D3和Q3。因为半导体二极管和MOSFET的导通压降几乎可以忽略，所以这就保证了整个变换器工作在任何负载状态时，在原边开关管关断，副边进行磁复位时，复位电容加在变压器副边的电压是相同的，复位功能可靠，如果箝位电容足够大，复位电压只和输出电压以及电路工作占空比有关，与其它参数都无关。这样复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

由上述技术方案可知，本申请实施例二提供的该单端正激变换器装置，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；其中，变压器的原边绕组与原边开关管串联后，连接正激变换器输入电源的两端；整流滤波装置包括：整流管、续流管、滤波电感和滤波电容；箝位装置包括：箝位管、箝位电容、放电管和放电反向二极管；变压器的副边同名端通过滤波电感以及滤波电容与整流管的阳极相连，整流管的阴极与变压器的副边异名端相连；续流管的阳极与整流管的阳极相连，阴极与变压器的副边同名端相连；放电反向二极管的阳极与变压器的副边同名端相连，阴极通过放电管与整流管的阳极相连；箝位管与箝位电容串联后，并联于整流管的两端。该装置采用的副边有源箝位技术不受主电路占空比的限制，通过放电管和放电反向二极管构成的支路，保证副边为二极管整流的单端正激电路能够使用箝位电路进行磁复位，而复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

实施例三

本申请实施例三提供了一种单端正激变换器装置，如图3所示，图3为本申请实施例三提供的一种单端正激变换器装置结构示意图。该单端正激变换器装置包括：变压器T1、原边开关管Q1、整流滤波装置以及箝位装置；

具体的，在本实施例中，原边开关管Q1可以为N沟道的MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

需要说明的是，在本实施例中，箝位管Q2和放电管Q3可以为P沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管，此时，该单端正激变换器装置还包括：与箝位管Q2的栅极相连的第一限流电阻R1、与放电管Q3的栅极相连的第二限流电阻R2以及变压器辅助绕组。

具体的，箝位管Q2的源极通过箝位电容C1与整流管D1的阴极相连，漏极与整流管D1的阳极、续流管D2的阳极、放电反向二极管D3的阴极以及滤波电容C2相连；放电管Q3的源极与放电反向二极管D3的阳极相连，漏极与续流管D2的阴极相连；变压器T1的辅助绕组的异名端通过第一限流电阻R1与箝位管Q2的栅极相连，通过第二限流电阻R2与放电管Q3的栅极相连，同名端与箝位管Q2的漏极相连。

箝位管Q2与箝位电容C1串联后，并联于整流管D1的两端。

由上述技术方案可知，本申请实施例三提供的该单端正激变换器装置，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；其中，变压器的原边绕组与原边开关管串联后，连接正激变换器输入电源的两端；整流滤波装置包括：整流管、续流管、滤波电感和滤波电容；箝位装置包括：箝位管、箝位电容、放电管和放电反向二极管；变压器的副边同名端通过滤波电感以及滤波电容与整流管的阳极相连，整流管的阴极与变压器的副边异名端相连；续流管的阳极与整流管的阳极相连，阴极与变压器的副边同名端相连；放电反向二极管的阳极与变压器的副边同名端相连，阴极通过放电管与整流管的阳极相连；箝位管与箝位电容串联后，并联于整流管的两端。该装置采用的副边有源箝位技术不受主电路占空比的限制，通过放电管和放电反向二极管构成的支路，保证副边为二极管整流的单端正激电路能够使用箝位电路进行磁复位，而复位电压不会产生突变，整个电路能够可靠工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种单端正激变换器装置，其特征在于，包括：变压器、原边开关管、整流滤波装置以及箝位装置；

所述箝位管与所述箝位电容串联后，并联于所述整流管的两端；

其中，所述箝位管与所述放电管是同相开通与关断。

2.根据权利要求1所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述箝位管和所述放电管与原边开关管是反向开通与关断。

3.根据权利要求1所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述原边开关管为N沟道的MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

4.根据权利要求1所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述箝位管和所述放电管为N沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

5.根据权利要求4所述的单端正激变换器装置，其特征在于，还包括：与所述箝位管的栅极相连的第一限流电阻、与所述放电管的栅极相连的第二限流电阻以及变压器辅助绕组。

6.根据权利要求5所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述箝位管的源极通过所述箝位电容与所述整流管的阴极相连，漏极与所述整流管的阳极、所述续流管的阳极、所述放电管的源极以及所述滤波电容相连；所述放电管的漏极与所述放电反向二极管的阴极相连；所述变压器辅助绕组的异名端通过所述第一限流电阻与所述箝位管的栅极相连，通过所述第二限流电阻与所述放电管的栅极相连，同名端与所述箝位管的漏极相连。

7.根据权利要求1所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述箝位管和所述放电管为P沟道MOSFET金属氧化物半导体场效应管。

8.根据权利要求7所述的单端正激变换器装置，其特征在于，还包括：与所述箝位管的栅极相连的第一限流电阻、与所述放电管的栅极相连的第二限流电阻以及变压器辅助绕组。

9.根据权利要求8所述的单端正激变换器装置，其特征在于，所述箝位管的源极通过所述箝位电容与所述整流管的阴极相连，漏极与所述整流管的阳极、所述续流管的阳极、所述放电反向二极管的阴极以及所述滤波电容相连；所述放电管的源极与所述放电反向二极管的阳极相连，漏极与所述续流管的阴极相连；所述变压器辅助绕组的异名端通过所述第一限流电阻与所述箝位管的栅极相连，通过所述第二限流电阻与所述放电管的栅极相连，同名端与所述箝位管的漏极相连。