CN2854919Y

CN2854919Y - 高频开关电源电路

Info

Publication number: CN2854919Y
Application number: CN 200520066182
Authority: CN
Inventors: 李永富
Original assignee: ZHUHAI TITANS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHUHAI TITANS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2015-10-24

Abstract

本实用新型涉及电源控制领域，尤其涉及一种高频开关电源电路。一种高频开关电源电路包括原边电路和副边电路，上述原边电路包括由两个内带续流二极管的功率管组成的超前桥臂、两个内带续流二极管的功率管组成的滞后桥臂、与超前桥臂的功率管并联的吸收电容，上述副边电路包括一个滤波电容、滤波电感、一个电阻、四个整流二极管和一个辅助电路。本实用新型高频开关电源电路的副边电路，由于有钳位电容的存在，副边电路电压被有效钳位。副边电路的二极管在原边电路电流换流时，不会出现共态导通状态，实现了输出整流二极管的软恢复。

Description

高频开关电源电路

【技术领域】

本实用新型涉及电源控制领域，尤其涉及一种高频开关电源电路。

【背景技术】

请参阅图1所示，一种现有的零电压软开关电路包括由Q1、Q3组成超前桥臂，Q2、Q4组成滞后桥臂，L1是谐振电感。超前桥臂的软开关主要依托输出滤波电感L的作用实现超前桥臂的软开关，滞后桥臂的软开关主要依托谐振电感L1的能量，如果L1为十几μH，占空比丢失厉害，变压器匝比变大，输出二极管反相恢复时间会比低压时多几百个nS，电压比原来增加一倍；如果L1是几个μH，L1电感的能量不足以抵消滞后桥臂的滞后臂功率管DS的寄生电容的能量，轻载时很难实现软开关。上述电路存在着以下几个缺点：1、L1谐振电感的存在，从而存在环流，开关管的导通损耗大，轻载下效率较低，特别是在占空比较小时，损耗更严重。2、输出整流二极管存在寄生振荡。3、为了实现滞后桥臂的零电压开关，必须在电路中串联电感L1，这就减小了有效占空比，增大了原边电流定额。

请参阅图2所示，一种现有的零电压零电流软开关电路包括由Q1～Q4四个内带续流二极管功率管的全桥电路。其中Q1、Q2组成超前桥臂，两端分别并联有吸收电容C1、C2，用来实现Q1、Q2的零电压开关。Ls为饱和电感，CS为隔直电容，用来实现由Q3、Q4组成滞后臂的零电流开关。

上述电路是在基本的移相全桥变换器的基础上增加了一个饱和电感Ls，并在原边电路上增加了一个阻挡电容CS，阻挡电容CS与饱和电感Ls适当配合，能使滞后桥臂上的主开关管实现零电流开关。在原边电路电压过零阶段，饱和电感工作在线性状态，阻止原边电路电流ip反向流动，在原边电路电压为Vin或-Vin时，它工作在饱和状态。尽管它在原理上有一些理论的突破，但依然没有实用之处，如最大占空比范围仍受到很多限制，输出整流二极管依然存在寄生振荡，特别是饱和电感工作在几十A(V)/μS的di/dt和du/dt上，磁心上有很大的涡流损耗和磁滞损耗，导致饱和电感磁芯的发热厉害，最终导致磁心失效，引发电路故障。

【实用新型内容】

本次实用新型的目的在于提供一种能够实现原边电路功率处理器件的零电压、零电流开关变换，而且能实现副边电路高频整流电路二极管的反向软恢复的高频开关电源电路。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高频开关电源电路包括原边电路和副边电路，上述原边电路包括由两个内带续流二极管的功率管(Q1、Q2)组成的超前桥臂、两个内带续流二极管的功率管(Q3、Q4)组成的滞后桥臂、与超前桥臂的功率管并联的吸收电容(C1、C2)，上述副边电路包括一个滤波电容(Co)、滤波电感(L)、一个电阻(R)、四个整流二极管(D1、D2、D3、D4)和一个辅助电路。

所述辅助电路包括一个钳位电容(CS)和两个二极管(DT、DH)。

所述嵌位电容(CS)的一端和二极管(DT)的阴级以及二极管(DH)的阳极连接，二极管(DT)的阳级通过滤波电容(Co)与二极管(DH)的阴极连接。

与现有技术相比，本实用新型高频开关电源电路的副边电路，由于有钳位电容CS的存在，副边电路电压被有效钳位。副边电路的二极管在原边电路电流换流时，不会出现共态导通状态，实现了输出整流二极管的软恢复。另外，由于原边电路没有串联谐振电感，因此它不存在原本占空比丢失的情况。

【附图说明】

图1是现有的一种高频开关电源电路零电压软开关图；

图2是现有的一种高频开关电源电路双软开关图；

图3是本实用新型高频开关电源电路图。

【具体实施方式】

请参阅图3所示，一种高频开关电源电路包括原边电路和副边电路。上述原边电路包括由两个内带续流二极管的功率管Q1、Q2组成的超前桥臂、两个内带续流二极管的功率管Q3、Q4组成的滞后桥臂、与超前桥臂的功率管并联的吸收电容C1、C2。上述副边电路包括一个滤波电容Co、滤波电感L、一个电阻R、四个整流二极管D1、D2、D3、D4和一个辅助电路。上述辅助电路不但可以实现当原边电路中电流下降到零时，阻止原边电路的电流向反方向增长，使滞后桥臂实现零电流开关，还可以实现整流二极管的软恢复。

所述辅助电路包括一个钳位电容CS和两个二极管DT、DH。嵌位电容CS的一端和二极管DT的阴级以及二极管DH的阳极连接，二极管DT的阳级通过滤波电容Co与二极管DH的阴极连接。LR为变压器T的漏感，功率管Q1、Q2的软开关是依靠滤波电感L的作用实现。超前桥臂在换流的时候，让钳位电容CS在输入电源的能量传送到副边电路时，通过一个二极管DH通路充电。在超前桥臂完成状态转换过程后即原边电路续流阶段时从另外的二极管DT通路放电，从而使钳位电容CS上的电压反射到原边电路使原边电路电流迅速下降到零，实现滞后臂的零电流开关。放电通路的二极管DT在钳位电容CS充电时不导通，同样，充电通路的二极管DH在钳位电容CS放电时也不导通。在副边电路中，钳位电容CS的充电电路为变压器副边的整流输出到钳位电容CS再到二极管DH再到滤波电容Co。由于滤波电容Co较大可以看成恒电压源，因此钳位电容CS充电完成后其上的电压为2(E/m-VO)(m为变压器原付边得匝比，VO为输出滤波电容Co上的直流电压)，同时钳位电容CS上的电压最高为2(E/m-VO)。为了说明方便我们定义变压器加上四个整流二极管D1、D2、D3、D4为变换器，在变换器的续流阶段，当钳位电容CS上的电压下降到小于滤波电容Co上的电压时，二极管DT导通，钳位电容CS放电使原边电路电流迅速下降到零。

本实用新型通过以辅助电路为例，介绍了一种高频开关电源电路，这不能被认为是对本实用新型权利要求的限制。如果本领域的技术人员依据本实用新型作出了非实质性的、显而易见的改变或改进，都应该属于本实用新型权利要求保护的范围。

Claims

1、一种高频开关电源电路包括原边电路和副边电路，上述原边电路包括由两个内带续流二极管的功率管(Q1、Q2)组成的超前桥臂、两个内带续流二极管的功率管(Q3、Q4)组成的滞后桥臂、与超前桥臂的功率管并联的吸收电容(C1、C2)，上述副边电路包括一个滤波电容(Co)、滤波电感(L)和一个电阻(R)，其特征在于：上述副边电路还包括四个整流二极管(D1、D2、D3、D4)和一个辅助电路，上述辅助电路不但可以实现当原边电路中电流下降到零时，阻止原边电流相反方向增长，使滞后桥臂实现零电流开关，还可以实现整流二极管的软恢复。

2、根据权利要求1所述的高频开关电源电路，其特征在于：所述辅助电路包括一个钳位电容(CS)和两个二极管(DT、DH)。

3、根据权利要求2所述的高频开关电源电路，其特征在于：所述嵌位电容(CS)的一端和二极管(DT)的阴级以及二极管(DH)的阳极连接，二极管(DT)的阳级通过滤波电容(Co)与二极管(DH)的阴极连接。