CN206542331U

CN206542331U - 一种自激式反激变换器

Info

Publication number: CN206542331U
Application number: CN201720273763.2U
Authority: CN
Inventors: 陈冬; 周睿; 张志国
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-21

Abstract

本实用新型涉及一种新型自激式反激变换器，相较于传统的自激式反激变换器，该变换器采用新的驱动电路结构，解决了驱动电路设计和调试复杂且稳定性差的问题，同时保留了自激式反激变换器结构简单，性能可靠，响应快速的优点。该变换器电路拓扑包括启动电路、反激变换器主电路、反馈电路和驱动电路，适用于小功率电源电源产品。

Description

一种自激式反激变换器

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源，特别涉及一种自激式反激变换器拓扑的开关电源。

背景技术

自激式反激变换器电路具有元件少、成本低、可靠性高、方便实现多路输出的优点，通过元件间的相互配合使电路自激振荡工作，通过变压器储能和耦合向外输出能量。其电路只需较少的元件数量，就可以获得不错的性能，被广泛应用在手机充电器、PC电源等低成本、小功率电源产品中。

目前，常用的自激式反激变换器的结构一般包括：启动电路，反激变换器主电路，反馈电路，驱动电路。其基本工作原理是：当自激式反激变换器输入侧接入直流电源时，启动电路工作，使得反激变换器主电路中的主开关管导通，变换器开始工作。在变换器工作过程中反激变换器主电路将能量由输入端传递给输出端，并实现输入输出的电气隔离。反馈电路采集变换器中的电压或电流信号，并将采集的信号转换为开关信号传递给驱动电路，从而控制反激变换器主电路中的主开关管导通和关断，形成负反馈回路。

对于使用可控精密稳压源和光耦作为反馈电路主要器件的自激式反激变换器，如何设计其驱动电路是一个难点。现有的驱动电路中各分立元件参数相互影响，使得电路设计中的计算、调试过程复杂。同时，现有的驱动电路容易受外界条件干扰，使得变换器稳定性和可靠性不高。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种自激式反激变换器，使用一种新的驱动电路结构解决了上述问题，实现了成本低廉且高效、可靠的电源电路设计。

具体的，本实用新型提供了一种自激式反激变换器，包括：启动电路，反激变换器主电路，反馈电路，驱动电路。反激变换器主电路负责将能量由输入端传递给输出端，并实现输入输出的电气隔离；启动电路用于变换器的上电启动；驱动电路用于驱动主开关管的导通和关断；反馈电路用于调节驱动信号，实现变换器输出电压的稳定。

上述反激变换器主电路包括：输入正负端，输出正负端，输入滤波电容C1，主开关管Q1，变压器T中的原边绕组N1和副边绕组N3，二极管D2，输出滤波电容C3。C1正负两端分别和输入正端和输入负端连接；Q1的栅极和N1的异名端连接；Q1的门极与启动电路中电阻R0一端，驱动电路中电阻R3的一端，驱动电路中PNP三极管Q4的发射极；Q1的源极与反馈电路中电阻R1的一端，反馈电路中电阻R4一端，驱动电路中NPN三极管Q3的基极相连；N1的同名端与输入正端连接；N3的同名端与D2的阴极连接；N3的异名端与C3的正端，输出正端连接；C3的负端与D2阳极和输出负端连接；输入负端和输出负端分别与GND1和GND2连接。

上述启动电路包括：电阻R0。R0的一端和输入正端连接；R0的另一端与上述Q1的门极，驱动电路中电阻R3的一端，驱动电路中PNP三极管Q4的发射极连接。

上述反馈电路包括：电阻R5，光耦OC1，电阻R4，电阻R1，可控精密稳压源T1，电阻R6，电容C4，电阻R7和电阻R8。R5的一端和输出正端连接；R5的另一端和OC1中二极管的阳极连接；OC1中三极管的集电极与驱动电路中电容C2的正端，驱动电路中辅助绕组N2的异名端连接；OC1中三极管的发射极与R4的一端连接；R4的另一端与R1的一端，上述Q3的基极连接；R1的另一端与GND1连接；OC1中二极管的阴极和T1的阴极，R6的一端连接；R6的另一端与C4的一端连接；C4的另一端与R7的一端，R8的一端，T1的参考极连接；R7的另一端与输出正端连接；R8的另一端与GND2，T1的阳极连接。

上述驱动电路包括：变压器T中辅助绕组N2，电阻R2，电阻R3，二极管D1，电容C2，NPN三极管Q3，PNP三极管Q4。N2的同名端与R2的一端，R3的一端，D1的阴极连接；R2的另一端与Q3的集电极，Q4的基极连接；R3另一端与Q4的发射极，上述Q1的门极，上述R0的一端连接；D1的阴极和GND1，C2的负极连接；C2的正极与N2的异名端，上述OC1中三极管的发射极连接；Q3的基极与上述R1的一端，上述R4的一端连接；Q3的发射极，Q4的集电极与GND1连接。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型方案，具有电路结构简单，成本较低，性能可靠，稳定性好，响应快速，能够实现多路隔离输出的特点。

上述说明是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本实用新型实施的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种自激式反激变换器，使用了独特的驱动电路，提高了变换器稳定性和可靠性。下面结合具体实施例对本实用新型所阐述的自激式反激变换器进一步加以说明。

参见图1，一种自激式反激变换器，包括：启动电路，反激变换器主电路，反馈电路，驱动电路。

下面进一步对本实用新型的工作过程进行描述，其工作原理具体如下。

变换器上电启动阶段：当变换器输入端接到直流电源上后，变换器自激周期开始，电流从输入正端经过电阻R0，电阻R3，绕组N2流向电容C2充电，电容C2正端电压上升，主开关管Q1的门极电位升高，使得主开关管Q1导通，流过主开关管Q1的电流线性上升，变压器T存储能量。当主开关管Q1流过的电流在电阻R1上产生的电压使得三极管Q3导通后，流过三极管Q3集电极和发射极的电流在电阻R2上产生电压降落，使得三极管Q4导通，主开关管Q1门极的电压将低为0，主开关管Q1关断，变压器T中存储的能量向输出侧传递，使得输出端的电压上升。此时，由于绕组的钳位作用，主开关管Q1始终处于关断状态。当变压器能量完全传递给输出侧后，主开关管Q1再次导通，变换器进入下一个自激周期。经历若干个周期，当输出侧电压达到设定值以后，变换器就完成了上电启动过程，进入稳态工作阶段。

变换器稳态工作过程分析：当变换器输出电压达到设定值后，反馈电路开始工作。变换器的工作状态与启动阶段相类似，变换器一个自激周期有两个阶段：第一阶段，主开关管Q1导通，流过主开关管Q1的电流线性上升，变压器T存储能量；第二阶段，主开关管Q1关断，变压器T中存储的能量向输出侧传递，使得输出端的电压上升，此时由于绕组的钳位作用，主开关管Q1始终处于关断状态。与启动阶段不同的是：开关管Q1的关断是由流过主开关管Q1的电流以及反馈电路流过电阻R1的电流共同决定的。当输出电压大于设定值时，电阻R7、电阻R8和可控精密稳压源T1参考端连接点电压增高，流过可控精密稳压源T1阴极的吸纳电流增加，从而使得流过光耦OC1中二极管的电流增加，同时流过光耦OC1中三极管、电阻R4、电阻R1的电流增加，电阻R1上的电压增加，缩短主开关管Q1的导通时间，反激变换器主电路传递的能量减少，从而达到降低输出电压的目的。当输出电压低于设定值时，电阻R7、电阻R8和可控精密稳压源T1参考端连接点电压降低，流过可控精密稳压源T1阴极的吸纳电流降低，从而使得流过光耦OC1中二极管的电流降低，同时流过光耦OC1中三极管、电阻R4、电阻R1的电流降低，增加主开关管Q1的导通时间，反激变换器主电路传递的能量增加，从而达到提高输出电压的目的。由此，变换器可实现输出稳压。

Claims

1.一种自激式反激变换器，包括：电阻R0组成的启动电路，输入正负端、输出正负端、输入滤波电容C1、主开关管Q1、变压器T中的原边绕组N1和副边绕组N3、二极管D2组成的反激变换器主电路，电阻R5、光耦OC1、电阻R4、电阻R1、可控精密稳压源T1、电阻R6、电容C4、电阻R7和电阻R8组成的反馈电路，其特征在于：所述自激式反激变换器还包括驱动电路，所述驱动电路由变压器T中辅助绕组N2，电阻R2，电阻R3，二极管D1，电容C2，NPN三极管Q3，PNP三极管Q4组成，辅助绕组N2的同名端与电阻R2的一端，电阻R3的一端，二极管D1的阴极连接；电阻R2的另一端与NPN三极管Q3的集电极，PNP三极管Q4的基极连接；电阻R3另一端与PNP三极管Q4的发射极，反激变换器主电路中主开关管Q1的门极，启动电路中电阻R0的一端连接；二极管D1的阴极和GND1端，电容C2的负极连接；电容C2的正极与辅助绕组N2的异名端，反馈电路中光耦OC1中的三极管的发射极连接；NPN三极管Q3的基极与反馈电路中电阻R1的一端，反馈电路中电阻R4的一端连接；NPN三极管Q3的发射极，PNP三极管Q4的集电极与GND1连接。