CN206250979U - 一种准谐振有源箝位反激式变换器 - Google Patents

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向伟炜
徐杰
祝彬
陆学军
万静龙
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Abstract

本实用新型一种准谐振有源箝位反激式变换器，其特征在于包括整流电路、箝位谐振电路和防反保护电路，所述整流电路由二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1阴极与二极管D2阴极相连后接至变压器1脚，二极管D3阳极和二极管D4阳极相连后接至开关管Q2的源极，输入L接D1阳极，输入N接D2阳极；本实用新型与现有技术相比，其有益效果是可以在较宽的输入输出电压下工作，箝位谐振电路使开关管获得零电压切换，减小了变压器的损耗，降低了主开关管的应力及开关损耗，提高了效率。

Description

一种准谐振有源箝位反激式变换器
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，具体来说是一种准谐振有源箝位反激式变换器。
背景技术
反激式变换器由于具有电路拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压升降范围宽、易于多路输出等优点，因而广泛用于中小功率变换场合,但是，反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，从而会降低开关电源变压器的工作效率，并且漏感还会产生反电动势，反电动势会随负载的状况而变化，且在满载时会偏移到很高，从而导致开关管被击穿。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了减小反激变换器开关损耗，降低开关管的尖峰电压，提供一种准谐振有源箝位反激式变换器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种准谐振有源箝位反激式变换器，
其特征在于包括整流电路、箝位谐振电路和防反保护电路，所述整流电路由二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1阴极与二极管D2阴极相连后接至变压器1脚，二极管D3阳极和二极管D4阳极相连后接至开关管Q2的源极，输入L接D1阳极，输入N接D2阳极；
所述箝位谐振电路由电容C1和电阻R1并联后一端接至变压器1脚，另一端接至开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极接变压器2脚，Q1栅极接驱动电路输出，开关管Q2栅极接驱动电路另一路输出，漏极接变压器2脚；
所述防反保护电路由二极管D5阳极接变压器3脚，阴极接保险丝F1一端，电解电容C2正极接二极管D5阴极，负极接变压器4脚，电容C3与C2并联，二极管D6阴极接电容C2正极，阳极接电容C2负极。
进一步改进，所述开关管Q1、Q2的驱动信号由驱动电路提供一对互补的PWM波形。
进一步改进，所述驱动电路外接控制电路，所述控制电路的检测端接于二极管D5于保险丝的连接端。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是可以在较宽的输入输出电压下工作，箝位谐振电路使开关管获得零电压切换，减小了变压器的损耗，降低了主开关管的应力及开关损耗，提高了效率。
附图说明
图1为本实用新型一种准谐振有源箝位反激式变换器的电路原理图。
具体实施方式
为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本实施例提供一种准谐振有源箝位反激式变换器，所述整流电路由二极管D1、D2、D3、D4组成，用于对输入的交变电压进行整流，由于未接滤波电容，能够较好地跟随输入电压，从而保证电源的功率因数和输入谐波含量；
所述箝位谐振电路，由开关管Q1、开关管Q2、电容C1和电阻R1组成。电阻R1用于开关管Q1关断后对电容C1进行放电，开关管Q2和隔离变压器组成电压变换电路，进行输入输出电压转换，在工作周期内，开关管Q1和开关管Q2的驱动是一对互补的PWM波形，两个PWM波形具有一定的死区时间，二极管D5是次边整流二极管；
所述防反保护电路由F1和D6组成，当外接电池接反时，电流就会由负极通过二极管D6及保险丝F1流回正极，由于阻抗很小会导致电流很大烧毁保险丝F1，从而保护电路，F1同时还能起到短路保护作用，C5用于输出电压储能，C6为输出滤波电容，驱动电路用于产生驱动开关管Q1、Q2的PWM波；
所述控制电路用于检测输出端电压、电流以及原边电流，从而控制驱动输出关断以及驱动输出的PWM占空比。
本实用新型变换器中，变压器用磁化电感Lm、谐振电感Lr(包括变压器漏感和外加小电感)和只有变比关系的理想变压器T表示，变压器原副边匝比为N1：N2。U1为原边电压，U2为副边电压。稳态工作时，每个开关周期分为七个开关状态阶段：
t=t0～t1：t0时刻，开关管Q2开通，箝位开关管Q1及其寄生二极管DQ1与整流二极管D5均截止，Lm与Lr线性充电。
t=t1～t2：t1时刻，Q2关断，磁化电感电流即谐振电感电流以谐振方式对Cr充电，开关管Q2漏源电压Uds近似线性上升。
t=t2～t3：t2时刻，Q2源漏极间寄生电容电压被充至足够高，箝位开关管Q1反向并联二极管被正向偏置而导通，将Lr和Lm串联支路端电压箝位在VC1，C1与Lr开始谐振。变压器原边电压U1开始下降。
t=t3～t4：t3时刻，原边电压下降到D5正偏导通，随后U1箝位在U2(N1/N2)，Lr和C1开始谐振，Lr上的电压为Uc1-Uo(N1/N2)，Ic1下降速率为[Uc1-Uo(N1/N2)]/Lr，在Ic1开始反向之前开通Q1，Q1便获得了零电压开通。
t=t4～t5：t4时刻，Q1关断，C1脱离原谐振回路，同时谐振电感Lr与Q2的寄生电容形成新的谐振，以释放寄生电容的电荷，为Q2的零电压开通做准备。
t=t5～t6：t5时刻，假定谐振电感Lr有足够大的能量，将Q2的寄生电容完全释放，同时通过Q2的反并联二极管续流。
t6～t7：t6时刻Q24零电压开通，随着Lr电流上升，副边整流二极管电流逐渐下降，t7时刻Lr电流已上升到磁化电流值，次级电流降为0，D5反偏，随后Lm和Lr再次线性充电，新的PWM开关周期又开始了。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种准谐振有源箝位反激式变换器，其特征在于包括整流电路、箝位谐振电路和防反保护电路，所述整流电路由二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1阴极与二极管D2阴极相连后接至变压器1脚，二极管D3阳极和二极管D4阳极相连后接至开关管Q2的源极，输入L接D1阳极，输入N接D2阳极；
所述箝位谐振电路由电容C1和电阻R1并联后一端接至变压器1脚，另一端接至开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极接变压器2脚，Q1栅极接驱动电路输出，开关管Q2栅极接驱动电路另一路输出，漏极接变压器2脚；
所述防反保护电路由二极管D5阳极接变压器3脚，阴极接保险丝F1一端，电解电容C2正极接二极管D5阴极，负极接变压器4脚，电容C3与C2并联，二极管D6阴极接电容C2正极，阳极接电容C2负极。
2.根据权利要求1所述的一种准谐振有源箝位反激式变换器，其特征在于：所述开关管Q1、Q2的驱动信号由驱动电路提供一对互补的PWM波形。
3.根据权利要求1所述的一种准谐振有源箝位反激式变换器，其特征在于：所述驱动电路外接控制电路，所述控制电路的检测端接于二极管D5于保险丝的连接端。
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