CN206389279U - 一种耐高输入电压的非隔离降压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高输入电压的非隔离降压电路，包括叠加电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和变压器。本实用新型通过采用一般的电压器件组合得到叠加电路，使得组合以后的叠加电路能应用在超过800V的电压下面也能够正常工作，而且所用器件较为普遍，容易采购。本实用新型可广泛应用于电子电路技术领域中。

Description

一种耐高输入电压的非隔离降压电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种耐高输入电压的非隔离降压电路。

背景技术

现有一些高压的应用场合，如380VAC三相交流系统、直流高压系统、高压新能源汽车电源系统等，其直流电压最高可达7-800VDC，此场合下应用的控制电路，其核心控制芯片都为15V以下，在一些非隔离应用中，要将800V电压降压到15V或以下时，由于电压差过大，普通降压芯片的最高工作电压都在700V以下，需要用到复杂的电路和特制的耐高压MOSFET来进行PWM降压，导致芯片辅助供电系统设计复杂，成本高。

现有技术一般是采用PWM控制芯片加上1200VMOSFET或IGBT组成开关降压电路来实现辅助电源供电，1200VMOSFET由于应用少，生产厂家少，价格贵。1200VIGBT管比较普遍，但是一般是针对大功率的应用，体积大，价格高，芯片辅助供电功率一般只有几瓦，用IGBT的话，比较浪费，而且体积大，性价比低，IGBT还有一个缺点就是载波频率普遍较低，一般只有20KHz左右，高频变压器就不能有效降低体积了。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，能加上成本的一种耐高输入电压的非隔离降压电路。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种耐高输入电压的非隔离降压电路，包括叠加电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和变压器，所述叠加电路的输出端分别与第二二极管的负极端和变压器的初级绕组第一端相连接，所述叠加电路的反馈端连接至第三二极管的负极端，所述变压器的初级绕组第二端分别与第三二极管的正极端和第二电容的正极端相连接，所述变压器的次级绕组第一端与第一二极管的正极端连接，所述第一二极管的负极端与第一电容的正极端连接，所述第一电容的负极端分别与变压器的次级绕组第二端和地相连接，所述第二二极管的正极端和第二电容的负极端均与地连接，所述变压器的初级绕组的第二端作为第一降压输出端，所述第一二极管的负极端作为第二降压输出端。

作为本实用新型的进一步改进，所述叠加电路包括MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容、第四电容、第一稳压管、第二稳压管和降压转换器，所述MOS管的漏极通过第一电阻连接至MOS管的栅极，所述MOS管的漏极连接至电源端，所述MOS管的栅极分别与第一稳压管的阴极端和第二稳压管的阴极端相连接，所述MOS管的源极分别与第一稳压管的阳极端和降压转换器的漏极端相连接，所述降压转换器的源极端分别与第二稳压管的阳极端、第二二极管的负极端和变压器的初级绕组第一端相连接，所述降压转换器的反馈端通过第二电阻连接至第三二极管的负极端，所述降压转换器的反馈端通过第三电阻连接至降压转换器的源极端，所述第三二极管的负极端通过第四电容连接至降压转换器的源极端，所述降压转换器的旁路端通过第三电容连接至降压转换器的源极端。

作为本实用新型的进一步改进，所述MOS管为增强型NMOS管。

作为本实用新型的进一步改进，所述变压器为高频变压器。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二二极管为续流二极管。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电容和第二电容均为电解电容。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种耐高输入电压的非隔离降压电路通过采用一般的电压器件组合得到叠加电路，使得组合以后的叠加电路能应用在超过800V的电压下面也能够正常工作，而且所用器件较为普遍，容易采购。而且本实用新型中的高频变压器体积较小，整个电路除了高频变压器为插件元件外，其余辅助元件都可以贴片化，能有效减小整体体积。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种耐高输入电压的非隔离降压电路的电路原理图。

具体实施方式

参考图1，本实用新型一种耐高输入电压的非隔离降压电路，包括叠加电路、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电容C1、第二电容C2和变压器T1，所述叠加电路的输出端分别与第二二极管D2的负极端和变压器T1的初级绕组第一端相连接，所述叠加电路的反馈端连接至第三二极管D3的负极端，所述变压器T1的初级绕组第二端分别与第三二极管D3的正极端和第二电容C2的正极端相连接，所述变压器T1的次级绕组第一端与第一二极管D1的正极端连接，所述第一二极管D1的负极端与第一电容C1的正极端连接，所述第一电容C1的负极端分别与变压器T1的次级绕组第二端和地相连接，所述第二二极管D2的正极端和第二电容C2的负极端均与地连接，所述变压器T1的初级绕组的第二端作为第一降压输出端LVDC1，所述第一二极管D1的负极端作为第二降压输出端LVDC2。所述叠加电路输出电流至变压器T1中，然后变压器T1根据设定在第一降压输出端LVDC1和第二降压输出端LVDC2输出设定的电压值。

进一步作为优选的实施方式，所述叠加电路包括MOS管K1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第四电容C4、第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2和降压转换器U1，所述MOS管K1的漏极通过第一电阻R1连接至MOS管K1的栅极，所述MOS管K1的漏极连接至电源端，所述MOS管K1的栅极分别与第一稳压管ZD1的阴极端和第二稳压管ZD2的阴极端相连接，所述MOS管K1的源极分别与第一稳压管ZD1的阳极端和降压转换器U1的漏极端相连接，所述降压转换器U1的源极端分别与第二稳压管ZD2的阳极端、第二二极管D2的负极端和变压器T1的初级绕组第一端相连接，所述降压转换器U1的反馈端通过第二电阻R2连接至第三二极管D3的负极端，所述降压转换器U1的反馈端通过第三电阻R3连接至降压转换器U1的源极端，所述第三二极管D3的负极端通过第四电容C4连接至降压转换器U1的源极端，所述降压转换器U1的旁路端通过第三电容C3连接至降压转换器U1的源极端。

本实用新型实施例中，所述MOS管K1为增强型NMOS管K1，所述变压器T1为高频变压器T1，所述第二二极管D2为续流二极管，所述第一电容C1和第二电容C2均为电解电容。所述降压转换芯片可采用ST的VIPER系列和PI的LNK30X系列实现。

本实用新型具体实施例中，所述MOS管K1采用800V耐压MOSFET，与降压转换器U1分别承担一部分电压，所述第二稳压管ZD2采用600V稳压二极管，为降压转换器U1提供600V钳位电压，保证降压转换器U1最大输入电压不超600V。第一稳压管ZD1为MOS管K1的栅极电压钳位稳压二极管，一般为18V稳压二极管，为MOS管K1提供栅极开通电压和保护。因此MOS管K1、第二稳压管ZD2和降压转换器U1组成的叠加电路最高可承受电压为800V+600V=1400V。

通电时，MOS管K1关闭，输入电源通过第一电阻R1，第一稳压管ZD1为降压转换器U1提供启动电流。

如果输入电压不到600V，则第二稳压管ZD2不工作，第一稳压管ZD1为MOS管K1提供18V栅极电压，MOS管K1恒导通，降压转换器U1工作在PWM开关状态。

如果输入电压超过600V，则第二稳压管ZD2进入钳位状态。降压转换器U1内置MOSFET开通瞬间，电流经第一电阻R1、第一稳压管ZD1流到降压转换器U1。其中第一稳压管ZD1处于反向钳位状态，其两端电压为其钳位电压18V，即MOS管K1栅极电压为18V，MOS管K1导通，降压转换器U1电流即转为由MOS管K1导通提供。降压转换器U1内置MOSFET关断瞬间，电流流过MOS管K1、第一稳压管ZD1，第二稳压管ZD2。其中第一稳压管ZD1为正向导通，所以第一稳压管ZD1两端电压为0.7V，即MOS管K1栅极电压为-0.7V，MOS管K1关闭，第二稳压管ZD2处于钳位状态，钳位电压为600V，MOS管K1分担其余电压。当电流达到降压转换器U1内部限值时，储存在变压器T1中的能量开始释放，即电路通过变压器T1输出非隔离低压电源，在第一降压输出端LVDC1和第二降压输出端LVDC2输出分别设定电压值15V和5V。所述第二二极管D2为变压器T1的初级绕组提供电流续流回路。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：包括叠加电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和变压器，所述叠加电路的输出端分别与第二二极管的负极端和变压器的初级绕组第一端相连接，所述叠加电路的反馈端连接至第三二极管的负极端，所述变压器的初级绕组第二端分别与第三二极管的正极端和第二电容的正极端相连接，所述变压器的次级绕组第一端与第一二极管的正极端连接，所述第一二极管的负极端与第一电容的正极端连接，所述第一电容的负极端分别与变压器的次级绕组第二端和地相连接，所述第二二极管的正极端和第二电容的负极端均与地连接，所述变压器的初级绕组的第二端作为第一降压输出端，所述第一二极管的负极端作为第二降压输出端。

2.根据权利要求1所述的一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：所述叠加电路包括MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容、第四电容、第一稳压管、第二稳压管和降压转换器，所述MOS管的漏极通过第一电阻连接至MOS管的栅极，所述MOS管的漏极连接至电源端，所述MOS管的栅极分别与第一稳压管的阴极端和第二稳压管的阴极端相连接，所述MOS管的源极分别与第一稳压管的阳极端和降压转换器的漏极端相连接，所述降压转换器的源极端分别与第二稳压管的阳极端、第二二极管的负极端和变压器的初级绕组第一端相连接，所述降压转换器的反馈端通过第二电阻连接至第三二极管的负极端，所述降压转换器的反馈端通过第三电阻连接至降压转换器的源极端，所述第三二极管的负极端通过第四电容连接至降压转换器的源极端，所述降压转换器的旁路端通过第三电容连接至降压转换器的源极端。

3.根据权利要求2所述的一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：所述MOS管为增强型NMOS管。

4.根据权利要求1所述的一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：所述变压器为高频变压器。

5.根据权利要求1所述的一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：所述第二二极管为续流二极管。

6.根据权利要求1所述的一种耐高输入电压的非隔离降压电路，其特征在于：所述第一电容和第二电容均为电解电容。