CN211830569U - 一种尖峰电压吸收装置及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源技术领域，公开了尖峰电压吸收装置及开关电源，通过变压器根据输入电压生成漏感尖峰电压；开关组件导通或关断输入电压，并在关断瞬间导通放电回路(第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及开关组件导通至电源地)；慢恢复单向导通组件和快恢复单向导通组件当开关组件关断时导通漏感尖峰电压，且慢恢复单向导通组件在开关组件关断瞬间导通放电回路；储能组件根据漏感尖峰电压充电并生成所述第一电压；第一电阻组件当开关组件关断时吸收第一电压的能量；第二电阻组件在开关组件关断瞬间，快恢复单向导通组件截止且慢恢复单向导通组件导通时，吸收第一电压的能量并导通放电回路；提高了尖峰电压的吸收效果。

Description

一种尖峰电压吸收装置及开关电源

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，尤其涉及一种尖峰电压吸收装置及开关电源。

背景技术

传统的开关电源为了避免开关组件在开关机中由于变压器的漏感和开关组件产生的尖峰电压而损坏开关组件，一般增加一个尖峰电压吸收装置，如图1 所示，用于吸收漏感尖峰电压，以保护开关组件，其中，吸收电路包括电容C1、电阻R1以及二极管D2。但在实践中发现当二极管D2短路时，流经电阻R1的电流很大，通常会超过电阻R1的可承受范围，因此电阻R1的温度将急聚升高，超过电路板和电阻本体的燃点，进而导致电路板碳化燃烧，引发起火事故。

故传统的抑尖峰电压吸收装置存在流经电阻的电流过大，从而导致电路板碳化燃烧的缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供了一种尖峰电压吸收装置及开关电源，旨在解决传统的尖峰电压吸收装置存在的流经电阻的电流过大，从而导致电路板碳化燃烧的问题。

本实用新型是这样实现的，一种尖峰电压吸收装置，所述尖峰电压吸收装置包括：

配置为根据输入电压生成输出电压和漏感尖峰电压的变压器；所述漏感尖峰电压为所述变压器的原边的漏感引起的尖峰电压；

与所述变压器连接，配置为根据接入的预设占空比的控制信号导通或关断输入电压，并在关断瞬间导通放电回路的开关组件；其中，所述放电回路为第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及所述开关组件导通至电源地；

当所述开关组件关断时，导通所述变压器的原边的漏感尖峰电压的快恢复单向导通组件；

与所述变压器、所述快恢复单向导通组件以及所述开关组件连接，配置为当所述开关组件关断时，导通所述变压器的原边的漏感尖峰电压，且在所述开关组件关断瞬间导通所述放电回路的所述慢恢复单向导通组件；

与所述变压器和所述快恢复单向导通组件连接，配置为根据所述漏感尖峰电压进行充电，并生成所述第一电压的所述储能组件；

与所述变压器、所述快恢复单向导通组件以及所述储能组件连接，配置为当所述开关组件关断且所述快恢复单向导通组件和所述慢恢复单向导通组件均截止时，吸收所述第一电压的能量的第一电阻组件；

与所述快恢复单向导通组件、所述慢恢复单向导通组件、所述储能组件以及所述储能组件连接，配置为在所述开关组件关断瞬间，所述快恢复单向导通组件截止且所述慢恢复单向导通组件导通时，吸收所述第一电压的能量并导通所述放电回路的所述第二电阻组件。

在其中一个实施例中，所述第一电阻组件和第二电阻组件均为并联和/或串联的电阻网络。

在其中一个实施例中，所述快恢复单向导通组件包括快恢复二极管，所述慢恢复单向导通组件包括慢恢复二极管。

在其中一个实施例中，所述储能组件包括第一电容。

在其中一个实施例中，开关组件包括场效应管和第一电阻；

所述场效应管的漏极为所述开关组件的输入端，所述场效应管的栅极和所述第一电阻的第一端共同构成所述开关组件的控制端，所述场效应管的源极和所述第一电阻的第二端共同构成所述开关组件的输出端。

在其中一个实施例中，所述尖峰电压吸收装置还包括：

与所述开关组件连接，配置为生成所述控制信号的控制电路。

在其中一个实施例中，所述尖峰电压吸收装置还包括：

与所述开关组件和所述控制电路连接，配置为对所述输入电压进行检测以生成采样电压的检测组件；

所述控制电路具体配置为根据所述采样电压生成所述控制信号。

在其中一个实施例中，所述检测组件包括第二电容、第二电阻以及第三电阻；

所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第一端共同构成所述检测组件的输入电压输入端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第一端共同构成所述检测组件的采样电压输入端，所述第二电容的第二端和所述第三电阻的第二端与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述控制电路包括PWM控制芯片、第一二极管、第二二极管、第四电阻以及第五电阻；

所述PWM控制芯片的控制端与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极连接，所述第一二极管的正极、所述第二二极管的正极以及所述第四电阻的第二端共同构成所述控制电路的控制信号输出端，所述PWM控制芯片的电流检测端为所述控制电路的采样电压输入端。

本实用新型实施例还提供一种开关电源，所述开关电源包括如上述的尖峰电压吸收装置。

本实用新型实施例由于在开关组件由导通至关断的瞬间，快恢复单向导通组件截止而慢恢复单向导通组件导通，储能组件生成的第一电压通过放电回路 (第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及所述开关组件导通至电源地)泄放至电源地，其中放电回路中的第二电阻组件吸收第一电压的能量，故提高了尖峰电压的吸收效果，防止了电路板过热而导致的火灾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术实用新型，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统尖峰电压吸收装置的一种示例电路结构图；

图2为本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的一种模块结构图；

图3为本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置第一电阻组件和第二电阻组件的示例电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的另一种模块结构图；

图5为本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的另一种模块结构图；

图6为本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的示例电路结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图2示出了本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

上述尖峰电压吸收装置包括变压器T1、开关组件01、快恢复单向导通组件02、慢恢复单向导通组件03、储能组件04、第一电阻组件05以及第二电阻组件06。

变压器T1配置为根据输入电压生成输出电压和漏感尖峰电压；漏感尖峰电压为变压器T1的原边的漏感引起的尖峰电压；

开关组件01与变压器T1连接，配置为根据接入的预设占空比的控制信号导通或关断输入电压，并在关断瞬间导通放电回路；其中，放电回路为第一电压经由储能组件04、第二电阻组件06、慢恢复单向导通组件03以及开关组件 01导通至电源地；快恢复单向导通组件02当开关组件关断时，导通变压器T1 的原边的漏感尖峰电压；慢恢复单向导通组件03与变压器T1、快恢复单向导通组件02以及开关组件01连接，配置为当开关组件关断时，导通变压器T1的原边的漏感尖峰电压，且在开关组件01关断瞬间导通放电回路；储能组件04与变压器T1和快恢复单向导通组件02连接，配置为根据漏感尖峰电压进行充电，并生成第一电压；第一电阻组件05与变压器T1、快恢复单向导通组件02以及储能组件04连接，配置为当开关组件关断且快恢复单向导通组件02和慢恢复单向导通组件03均截止时，吸收第一电压的能量；第二电阻组件06与快恢复单向导通组件02、慢恢复单向导通组件03、储能组件04以及储能组件04连接，配置为在开关组件01关断瞬间，快恢复单向导通组件02截止且慢恢复单向导通组件03导通时，吸收第一电压的能量并导通放电回路。

第一电阻组件05和第二电阻组件06均为并联和/或串联的电阻网络。作为示例而非限定，第一电阻组件05和第二电阻组件06的一种示例电路图如图3 所示。

如图4所示，尖峰电压吸收装置还包括控制电路07。

控制电路07与开关组件01连接，配置为生成控制信号。

如图5所示，尖峰电压吸收装置还包括检测组件08。

检测组件08与开关组件01和控制电路07连接，配置为对输入电压进行检测以生成采样电压；控制电路07具体配置为根据采样电压生成控制信号。

图6示出了本实用新型实施例提供的尖峰电压吸收装置的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

快恢复单向导通组件02包括快恢复二极管D1，慢恢复单向导通组件03包括慢恢复二极管D2。

储能组件04包括第一电容C1。

开关组件01包括场效应管M1和第一电阻R1。

场效应管M1的漏极为开关组件01的输入端，场效应管M1的栅极和第一电阻R1的第一端共同构成开关组件01的控制端，场效应管M1的源极和第一电阻 R1的第二端共同构成开关组件01的输出端。

检测组件08包括第二电容C2、第二电阻R2以及第三电阻R3。

第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端共同构成检测组件08的输入电压输入端，第二电阻R2的第二端和第二电容C2的第一端共同构成检测组件 08的采样电压输入端，第二电容C2的第二端和第三电阻R3的第二端与电源地连接。

控制电路07包括PWM控制芯片U1、第一二极管D3、第二二极管D4、第四电阻R4以及第五电阻R5。

PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制芯片U1的控制端CTRL 与第四电阻R4的第一端和第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第一二极管D3的负极和第二二极管D4的负极连接，第一二极管D3的正极、第二二极管D4的正极以及第四电阻R4的第二端共同构成控制电路07的控制信号输出端，PWM控制芯片U1的电流检测端ISENSE为控制电路07的采样电压输入端。

以下结合工作原理对图6所示的作进一步说明：

在控制信号控制场效应管M1关断时，变压器T1的原边的漏感引起漏感尖峰电压，快恢复二极管D1和慢恢复二极管D2均导通漏感尖峰电压，第一电容 C1根据漏感尖峰电压，并生成第一电压。

在控制信号控制场效应管M1导通时，变压器T1根据输入电压生成输出电压，且输入电压通过变压器T1的原边、场效应管M1以及第一电阻R1导通至电源地；第一电容C1生成的第一电压对第一电阻组件05(第六电阻R6和第七电阻R7)放电，第一电阻组件05(第六电阻R6和第七电阻R7)吸收第一电压的能量。

在控制信号控制场效应管M1由导通变更为关断的瞬间，快恢复二极管D1 截止而慢恢复二极管D2导通，第一电容C1生成的第一电压通过放电回路(第一电压经由第一电容C1、第八电阻R8、场效应管M1以及第三电阻R3导通至电源地)泄放至电源地，其中放电回路中的第八电阻R8吸收第一电压的能量。

本实用新型实施例还提供一种开关电源，开关电源包括如上述的尖峰电压吸收装置。

本实用新型实施例通过包括变压器、开关组件、快恢复单向导通组件、慢恢复单向导通组件、储能组件、第一电阻组件以及第二电阻组件；变压器根据输入电压生成输出电压和漏感尖峰电压；开关组件根据接入的预设占空比的控制信号导通或关断输入电压，并在关断瞬间导通放电回路；其中，放电回路为第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及开关组件导通至电源地；快恢复单向导通组件当开关组件关断时，导通变压器的原边的漏感尖峰电压；慢恢复单向导通组件当所述开关组件关断时，导通变压器的原边的漏感尖峰电压，且在开关组件关断瞬间导通放电回路；储能组件根据漏感尖峰电压进行充电，并生成所述第一电压；第一电阻组件当开关组件关断且快恢复单向导通组件和慢恢复单向导通组件均截止时，吸收所述第一电压的能量；第二电阻组件在开关组件关断瞬间，快恢复单向导通组件截止且慢恢复单向导通组件导通时，吸收第一电压的能量并导通放电回路；由于在开关组件由导通至关断的瞬间，快恢复单向导通组件截止而慢恢复单向导通组件导通，储能组件生成的第一电压通过放电回路(第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及所述开关组件导通至电源地)泄放至电源地，其中放电回路中的第二电阻组件吸收第一电压的能量，故提高了尖峰电压的吸收效果，防止了电路板过热而导致的火灾。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述尖峰电压吸收装置包括：

配置为根据输入电压生成输出电压和漏感尖峰电压的变压器；所述漏感尖峰电压为所述变压器的原边的漏感引起的尖峰电压；

与所述变压器连接，配置为根据接入的预设占空比的控制信号导通或关断输入电压，并在关断瞬间导通放电回路的开关组件；其中，所述放电回路为第一电压经由储能组件、第二电阻组件、慢恢复单向导通组件以及所述开关组件导通至电源地；

当所述开关组件关断时，导通所述变压器的原边的漏感尖峰电压的快恢复单向导通组件；

与所述变压器、所述快恢复单向导通组件以及所述开关组件连接，配置为当所述开关组件关断时，导通所述变压器的原边的漏感尖峰电压，且在所述开关组件关断瞬间导通所述放电回路的所述慢恢复单向导通组件；

与所述变压器和所述快恢复单向导通组件连接，配置为根据所述漏感尖峰电压进行充电，并生成所述第一电压的所述储能组件；

与所述变压器、所述快恢复单向导通组件以及所述储能组件连接，配置为当所述开关组件关断且所述快恢复单向导通组件和所述慢恢复单向导通组件均截止时，吸收所述第一电压的能量的第一电阻组件；

与所述快恢复单向导通组件、所述慢恢复单向导通组件、所述储能组件以及所述储能组件连接，配置为在所述开关组件关断瞬间，所述快恢复单向导通组件截止且所述慢恢复单向导通组件导通时，吸收所述第一电压的能量并导通所述放电回路的所述第二电阻组件。

2.如权利要求1所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述第一电阻组件和第二电阻组件均为并联和/或串联的电阻网络。

3.如权利要求1所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述快恢复单向导通组件包括快恢复二极管，所述慢恢复单向导通组件包括慢恢复二极管。

4.如权利要求1所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述储能组件包括第一电容。

5.如权利要求1所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，开关组件包括场效应管和第一电阻；

所述场效应管的漏极为所述开关组件的输入端，所述场效应管的栅极和所述第一电阻的第一端共同构成所述开关组件的控制端，所述场效应管的源极和所述第一电阻的第二端共同构成所述开关组件的输出端。

6.如权利要求1所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述尖峰电压吸收装置还包括：

与所述开关组件连接，配置为生成所述控制信号的控制电路。

7.如权利要求6所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述尖峰电压吸收装置还包括：

与所述开关组件和所述控制电路连接，配置为对所述输入电压进行检测以生成采样电压的检测组件；

所述控制电路具体配置为根据所述采样电压生成所述控制信号。

8.如权利要求7所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述检测组件包括第二电容、第二电阻以及第三电阻；

所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第一端共同构成所述检测组件的输入电压输入端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第一端共同构成所述检测组件的采样电压输入端，所述第二电容的第二端和所述第三电阻的第二端与电源地连接。

9.如权利要求6所述的尖峰电压吸收装置，其特征在于，所述控制电路包括PWM控制芯片、第一二极管、第二二极管、第四电阻以及第五电阻；

所述PWM控制芯片的控制端与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极连接，所述第一二极管的正极、所述第二二极管的正极以及所述第四电阻的第二端共同构成所述控制电路的控制信号输出端，所述PWM控制芯片的电流检测端为所述控制电路的采样电压输入端。

10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1至权利要求9任意一项所述的尖峰电压吸收装置。

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