CN211531016U - 一种小型化高可靠自驱同步整流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电源领域的一种小型化高可靠自驱同步整流电路，包括原边输入控制电路、整流管及整流管驱动电路、续流管及续流管驱动电路、副边输出控制电路，原边输入控制电路的输入端连接电源，其输出端分别连接副边输出控制电路、整流管驱动电路、续流管驱动电路的输入端、整流管的漏极及变压器感应绕组的第一端，变压器感应绕组的第二端与续流管的漏极连接，整流管驱动电路、续流管驱动电路的输出端分别与整流管、续流管的栅极对应连接，副边输出控制电路的输出端连接原边输入控制电路形成闭环反馈电路。本实用新型原理结构简单，可靠性高，不占用PCB正反面布板空间，只需在PCB内部新绘制一层PCB绕组，有利于开关电源的小型化设计。

Description

一种小型化高可靠自驱同步整流电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体是一种小型化高可靠自驱同步整流电路。

背景技术

开关电源作为系统二次电源的DC/DC变换器广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、电子、铁路、通信、医疗电子、工业自动化设备等军民用电子系统中。在开关电源设计中，特别是在有源钳位正激拓扑结构中，副边同步整流电路的设计对电源模块效率和可靠性有很大的影响。在一些技术要求不高的场合，最简单的自驱同步整流电路就是如图1所示的采用变压器T’1一端和整流管Q’1的栅极、续流管Q’2的漏极相连以及变压器T’1另一端和整流管Q’1 的漏极、续流管Q’2的栅极相连的方式。但是随着电子系统的高效率高可靠要求，传统的自驱同步整流电路容易发生电流回灌现象，已经逐渐满足不了电源模块在高可靠场景下的应用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型化高可靠自驱同步整流电路，能够有效防止输出电流倒灌的现象，小型化高可靠的自驱同步整流电路设计，提高了产品的高可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种小型化高可靠自驱同步整流电路，包括原边输入控制电路、整流管及整流管驱动电路、续流管及续流管驱动电路、副边输出控制电路，所述原边输入控制电路的输入端连接电源，其输出端分别连接副边输出控制电路、整流管驱动电路、续流管驱动电路的输入端、整流管的漏极及变压器感应绕组的第一端，所述变压器感应绕组的第二端与续流管的漏极连接，所述整流管驱动电路、续流管驱动电路的输出端分别与整流管、续流管的栅极对应连接，所述副边输出控制电路的输出端连接原边输入控制电路形成闭环反馈电路。

作为本实用新型的改进方案，为了进一步地便于通过原边输入控制电路控制变压器的状态,所述原边输入控制电路包括变压器初级绕组T1A与初级控制电路，所述变压器初级绕组 T1A的第一端与电源输入电压连接而第二端与初级控制电路的第一端连接，初级控制电路的第二端接地。

作为本实用新型的改进方案，为了进一步地便于通过整流驱动电路驱动整流管的通断，所述整流管及整流管驱动电路包括整流管Q1、电阻R4、电容C1，电阻R4和电容C1串联构成吸收网络并跨接在整流管Q1的漏极和源极之间；整流管驱动电路中的稳压二极管Z1的阴极与二极管D1的阳极、限流电阻R1的第一端、NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的基极连接，二极管D1的阴极、限流电阻R1的第二端、NPN三极管Q3的集电极连接至变压器次级绕组T1B 的第一端，变压器次级绕组T1B的第二端和整流管Q1的漏极连接；NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的发射极连接并和限流电阻R2的第一端连接，限流电阻R2的第二端分别连接至驱动电阻R3的第一端与整流管Q1的栅极，稳压二极管Z1的阳极、PNP三极管Q4的集电极、驱动电阻R3的第二端、整流管Q1的源极及电容C1的第二端均接地。

作为本实用新型的改进方案，为了进一步地通过续流管驱动电路控制续流管的通断，所述续流管及续流管驱动电路包括续流管Q2、电阻R8、电容C2，电阻R8和电容C2串联构成吸收网络并跨接在续流管Q2的漏极和源极之间；续流管驱动电路中的稳压二极管Z2的阴极与二极管D2的阳极、限流电阻R5的第一端、NPN三极管Q5和PNP三极管Q6的基极连接，变压器次级绕组T1B的第二端与二极管D2的阴极、限流电阻R5的第二端、NPN三极管Q5的集电极连接，NPN三极管Q5、PNP三极管Q6的发射极与限流电阻R6的第一端连接，限流电阻R6的第二端与驱动电阻R7的第一端及续流管Q2的栅极连接，变压器次级绕组T1B的第一端连接至变压器感应绕组T1C的第一端，变压器感应绕组T1C的第二端与续流管Q2的漏极连接，稳压二极管Z2的阳极、PNP三极管Q6的集电极、驱动电阻R7的第二端、续流管Q2的源极、电容C2的第二端和输出地连接。

作为本实用新型的改进方案，为了进一步地便于通过副边付出控制电路反馈变压器的状态，所述副边输出控制电路包括输出电感L1、输出电压和次级控制电路，所述输出电感L1 的第一端和变压器次级绕组T1B的第一端连接，输出电感L1的第二端和输出电压连接，输出电压通过次级控制电路反馈到初级控制电路进行闭环控制。

有益效果：本实用新型通过新增加一个变压器感应绕组T1C，在变压器复位阶段，变压器感应绕组T1C上和电感L1第一端相连上产生一个正的高电平，可以防止同步整流电路中电流回灌现象，且原理结构简单，可靠性高，不占用PCB正反面布板空间，只需在PCB内部新绘制一层PCB绕组，有利于开关电源的小型化设计。

附图说明

图1为现有技术中自驱同步整流电路图；

图2为本实用新型的电路框图；

图3为本实用新型的电路原理图。

图中：1-原边输入控制电路；2-整流管及整流管驱动电路；3-续流管及续流管驱动电路； 4-副边输出控制电路。

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。

实施例1，参见图1，图1采用虚框框住的有原边输入控制电路1、整流管及整流管驱动电路2、续流管及续流管驱动电路3、副边输出控制电路4，如图2所示，其中原边输入控制电路1包括变压器初级绕组T1A与初级控制电路，变压器初级绕组T1A的第一端与电源输入电压连接而第二端与初级控制电路的第一端连接，初级控制电路的第二端接地。

整流管及整流管驱动电路2包括整流管Q1、电阻R4、电容C1，电阻R4和电容C1串联构成吸收网络并跨接在整流管Q1的漏极和源极之间，用于改善整流波形；整流管驱动电路中的稳压二极管Z1的阴极与二极管D1的阳极、限流电阻R1的第一端、NPN三极管Q3和PNP 三极管Q4的基极连接，二极管D1的阴极、限流电阻R1的第二端、NPN三极管Q3的集电极连接至变压器次级绕组T1B的第一端，变压器次级绕组T1B的第二端和整流管Q1的漏极连接； NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的发射极连接并和限流电阻R2的第一端连接，限流电阻R2 的第二端分别连接至驱动电阻R3的第一端与整流管Q1的栅极，稳压二极管Z1的阳极、PNP 三极管Q4的集电极、驱动电阻R3的第二端、整流管Q1的源极及电容C1的第二端均接地。

续流管及续流管驱动电路3包括续流管Q2、电阻R8、电容C2，电阻R8和电容C2串联构成吸收网络并跨接在续流管Q2的漏极和源极之间；续流管驱动电路中的稳压二极管Z2的阴极与二极管D2的阳极、限流电阻R5的第一端、NPN三极管Q5和PNP三极管Q6的基极连接，变压器次级绕组T1B的第二端与二极管D2的阴极、限流电阻R5的第二端、NPN三极管 Q5的集电极连接，NPN三极管Q5、PNP三极管Q6的发射极与限流电阻R6的第一端连接，限流电阻R6的第二端与驱动电阻R7的第一端及续流管Q2的栅极连接，变压器次级绕组T1B的第一端连接至变压器感应绕组T1C的第一端，变压器感应绕组T1C的第二端与续流管Q2的漏极连接，稳压二极管Z2的阳极、PNP三极管Q6的集电极、驱动电阻R7的第二端、续流管Q2 的源极、电容C2的第二端和输出地连接。

副边输出控制电路4包括输出电感L1、输出电压和次级控制电路，输出电感L1的第一端和变压器次级绕组T1B的第一端连接，输出电感L1的第二端和输出电压连接，输出电压通过次级控制电路反馈到初级控制电路进行闭环控制。

本实施例的实施原理在于，当电源开始提供电源时，输入电压在开关器件控制下通过变压器T1把能量传到次级控制电路。根据工作模式的不同，主要可以分为功率传输过程和变压器复位过程。

在功率变换传输过程中，当主开关管开通时，输入电压加在主变压器T1的原边绕组T1A 上，变压器的励磁电流线性上升。变压器次级绕组T1B第一端通过限流电阻R1、二极管D1 和稳压二极管Z1限幅，NPN三极管Q3和PNP三极管Q4图腾柱扩流，产生整流管Q1的驱动信号，此时副边同步整流管Q1开通，变压器T1向副边输出功率。

在变压器复位过程中，续流管Q2的漏极通过变压器感应绕组T1C和变压器次级绕组T1B 的第一端相连，变压器次级绕组T1B第二端通过限流电阻R5、二极管D2和稳压二极管Z2限幅，NPN三极管Q5和PNP三极管Q6图腾柱扩流，产生续流管Q2的驱动信号，此时，副边续流管Q2开通。

在变压器复位阶段，变压器感应绕组T1C上和电感L1第一端相连上产生一个正的高电平，可以防止同步整流电路中出现电流回灌现象。

本实用新型原理结构简单，可靠性高，不占用PCB正反面布板空间，只需在PCB内部新绘制一层PCB绕组，有利于开关电源的小型化设计。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种小型化高可靠自驱同步整流电路，其特征在于，包括原边输入控制电路、整流管及整流管驱动电路、续流管及续流管驱动电路、副边输出控制电路，所述原边输入控制电路的输入端连接电源，其输出端分别连接副边输出控制电路、整流管驱动电路、续流管驱动电路的输入端、整流管的漏极及变压器感应绕组的第一端，所述变压器感应绕组的第二端与续流管的漏极连接，所述整流管驱动电路、续流管驱动电路的输出端分别与整流管、续流管的栅极对应连接，所述副边输出控制电路的输出端连接原边输入控制电路形成闭环反馈电路。

2.根据权利要求1所述的一种小型化高可靠自驱同步整流电路，其特征在于，所述原边输入控制电路包括变压器初级绕组T1A与初级控制电路，所述变压器初级绕组T1A的第一端与电源输入电压连接而第二端与初级控制电路的第一端连接，初级控制电路的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的一种小型化高可靠自驱同步整流电路，其特征在于，所述整流管及整流管驱动电路包括整流管Q1、电阻R4、电容C1，电阻R4和电容C1串联构成吸收网络并跨接在整流管Q1的漏极和源极之间；整流管驱动电路中的稳压二极管Z1的阴极与二极管D1的阳极、限流电阻R1的第一端、NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的基极连接，二极管D1的阴极、限流电阻R1的第二端、NPN三极管Q3的集电极连接至变压器次级绕组T1B的第一端，变压器次级绕组T1B的第二端和整流管Q1的漏极连接；NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的发射极连接并和限流电阻R2的第一端连接，限流电阻R2的第二端分别连接至驱动电阻R3的第一端与整流管Q1的栅极，稳压二极管Z1的阳极、PNP三极管Q4的集电极、驱动电阻R3的第二端、整流管Q1的源极及电容C1的第二端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种小型化高可靠自驱同步整流电路，其特征在于，所述续流管及续流管驱动电路包括续流管Q2、电阻R8、电容C2，电阻R8和电容C2串联构成吸收网络并跨接在续流管Q2的漏极和源极之间；续流管驱动电路中的稳压二极管Z2的阴极与二极管D2的阳极、限流电阻R5的第一端、NPN三极管Q5和PNP三极管Q6的基极连接，变压器次级绕组T1B的第二端与二极管D2的阴极、限流电阻R5的第二端、NPN三极管Q5的集电极连接，NPN三极管Q5、PNP三极管Q6的发射极与限流电阻R6的第一端连接，限流电阻R6的第二端与驱动电阻R7的第一端及续流管Q2的栅极连接，变压器次级绕组T1B的第一端连接至变压器感应绕组T1C的第一端，变压器感应绕组T1C的第二端与续流管Q2的漏极连接，稳压二极管Z2的阳极、PNP三极管Q6的集电极、驱动电阻R7的第二端、续流管Q2的源极、电容C2的第二端和输出地连接。

5.根据权利要求4所述的一种小型化高可靠自驱同步整流电路，其特征在于，所述副边输出控制电路包括输出电感L1、输出电压和次级控制电路，所述输出电感L1的第一端和变压器次级绕组T1B的第一端连接，输出电感L1的第二端和输出电压连接，输出电压通过次级控制电路反馈到初级控制电路进行闭环控制。

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