一种反激输出高压二极管替代电路制造技术

本发明专利技术包括变压器、滤波单元、负载，所述的变压器包括初级绕组、铁芯以及次级绕组；还包括第一二极管、第二二极管、电压箝位单元；所述的次级绕组串联第一二极管、第二二极管和负载；所述的次级绕组包括第一端子和第二端子，所述的第一端子连接所述的第一二极管的阳极；所述的所述的第一二极管和所述的第二二极管同向串联；所述的电压箝位单元的一端连接所述的第一二极管的阴极，所述的电压箝位单元的另一端连接所述的第二端子。明提出了降低元器件成本低，改善电磁干扰特性，反激输出高压二极管替代电路，当输出高压的时候，由于二极管耐压的问题，有可能不能采用反激拓扑，本方案使继续沿用反激拓扑成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电学领域，尤其涉及一种反激输出高压二极管替代电路。
技术介绍
LED驱动电源使用反激拓扑实现时，当输出电压较高时，对输出整流二极管的反向耐压要求相应提高了，输出电压越高EMI越差，但现在应用比较广泛的高压二极管反向耐压也仅有1200V，而且反向恢复慢，价格很高，可靠性也没有常见的快恢复二极管高。图1是常见的反激拓扑图，反激电源输出二极管的电压应力随着输出电压升高而升高，且存在电压尖峰,具体表述为：Vdiode＝Vin/N+Vo+Vspike，其中Vdiode表示输出二极管的电压峰值，Vin表示反激变换器的输入电压，N表示变压器的匝比，匝比＝Np/Ns，Vo表示输出电压，Vspike表示尖峰电压部分。当输出电压比较高时，比如300V以上时，由于常规的二极管最大规格一般为1200V，而反激的电压尖峰在启动及雷击浪涌测试时会到300V甚至500V，可知在这种情况下需要调整变压器匝比才能确保二极管的应力不会超过其额定值，由于这一限制，反激变换器很难达到优化设计。一般的解决方案是再串联一个二极管，如图2所示。图2所示两个二极管在实际运用时会有不能均压的问题，这在业界是一个常识性问题。分压不均的问题与二极管的批次、散热、杂散电容等有关，换言之，若单个二极管应力需要1000V，换成二个二极管串联的时候，不能更换成两个600V或者500V的二极管，更换成2个800V的二极管会在雷击浪涌的时候出现单颗二极管应力超标的问题，并且成本增加很多，更换成2个1000V的二极管则没有实际意义。同理，若采用单个1200V的二极管会出现应力超标的问题，由于没有更高的规格二极管可选，需要被迫更换成两个1200V的二极管串联才有可能解决问题，事实上由于二极管批次问题，两个串联的形式不能完全保证解决应力超标的问题，更不用说成本的增加以及效率降低了。为了解决二极管应力太大而无器件可选的问题，本专利技术提出了一种增加一个辅助二极管的方法。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提出了降低元器件成本低，改善电磁干扰特性，反激输出高压二极管替代电路，当输出高压的时候，由于二极管耐压的问题，有可能不能采用反激拓扑，本方案使继续沿用反激拓扑成为可能。本专利技术采用了以下技术方案：本专利技术包括变压器、滤波单元、负载，所述的变压器包括初级绕组、铁芯以及次级绕组；还包括第一二极管、第二二极管、电压箝位单元；所述的次级绕组串联第一二极管、第二二极管和负载；所述的次级绕组包括第一端子和第二端子，所述的第一端子连接所述的第一二极管的阳极；所述的所述的第一二极管和所述的第二二极管同向串联；所述的电压箝位单元的一端连接所述的第一二极管的阴极，所述的电压箝位单元的另一端连接所述的第二端子。作为优选，所述的电压箝位单元包括第三二极管，所述的第三二极管的阴极连接所述的第一二极管的阴极，所述的第三二极管的阳极连接所述的第二端子。作为优选，所述的电压箝位单元还包括三极管，所述的三极管与所述的第三二极管相互并联；所述的三极管的集电极连接所述的第一二极管的阴极，所述的三极管的发射极连接所述的第二端子。作为优选，所述的电压箝位单元包括MOSFET，所述的MOSFET的漏极连接所述的第一二极管的阴极，所述的MOSFET的源极连接所述的第二端子。作为优选，所述的电压箝位单元包括电阻。作为优选，所述的第二二极管的阳极连接所述的电压箝位单元，所述的第二二极管的阴极连接负载。作为优选，所述的第二二极管的阳极连接负载，所述的第二二极管的阴极连接所述的电压箝位单元。作为优选，所述的滤波单元与所述的负载并联。作为优选，所述的滤波单元为电容。本专利技术的有益效果是：本专利技术在反激电源次级绕组Ns侧设置第一二极管VD1和第二二极管VD2，并在第一二极管VD1和第二二极管VD2之间加一个电压箝位单元。现有技术中，即加第二二极管VD2和电压箝位单元之前，当次级绕组两端的电压为下端高电压上端低电平时，第一二极管VD1的两端电压相对于输出地分别为Vo与-(Vin/N+Vspike)；Vin表示反激变换器的输入电压，N表示变压器的匝比，N＝Np/Ns，Vo表示输出电压，Vspike表示尖峰电压部分。如图5-6所示，加第二二极管VD2和电压箝位单元之后，第一二极管VD1正极电压相对于输出地为-(Vin/N+Vspike)，负极电压相对于输出地为Vf。其中Vf是电压箝位单元的正向导通压降，一般小于2V，相对于较高的输出电压，理论分析时可以认为是0。此时，电压箝位单元的下端为高电平，上端为低电平，正向导通，而第一二极管VD1的阴极为高电平，阳极为低电平，反向截止。由于加了第二二极管VD2和第三二极管VD3之后，第一二极管和第二二极管均截止，形成分压网络，反激变压器绕组两端的电压相对于输出地产生了较大差异，相当于将一个较高的电压拆分为两个电压之和，dV/dt变小，其EMI特性发生了较大改变，在实际应用时，由于变压器输出绕组及二极管产生的电磁干扰部分减小，改善了EMI性能。可见，加了第二二极管VD2和电压箝位单元之后，由于第二二极管VD2可以选择反向恢复特性较好的二极管，EMI特性相对于输出只有第一二极管VD1的时候差异较大，在某些频段的辐射有较为明显的改善。本专利技术降低第一二极管VD1应力，同时减小二极管dv/dt(降低电压峰值，减缓电压上升)改善电源的电磁兼容性能。将反激拓扑常规输出改为此技术方案后可用反向耐压更低、反向恢复时间更快的二极管，由于变压器的瞬态变化点的幅值大大减小，从而改善电源整体的电磁兼容性能。当输出高压的时候，由于二极管耐压的问题，有可能不能采用反激拓扑，本方案使继续沿用反激拓扑成为可能。附图说明图1是现有技术中的flyback反激拓扑图。图2是采用两个二极管串联的电路图。图3是图2两个相同型号二极管串联时的电压应力实测波形图。图4是本专利技术电压箝位单元的第一种电路原理图。图5是本专利技术电压箝位单元的第二种电路原理图。图6是本专利技术电压箝位单元采用二极管的第一种电路原理图。图7是本专利技术电压箝位单元采用二极管的第二种电路原理图。图8是本专利技术电压箝位单元采用电阻的电路原理图。图9是本专利技术电压箝位单元采用MOSFET的电路原理图。图10是本专利技术电压箝位单元采用三极管的电路原理图。具体实施方式以下结合说明书附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。如图4-10所示，本专利技术包括变压器、滤波单元、负载，所述的变压器包括初级绕组、铁芯以及次级绕组；还包括第一二极管、第二二极管、电压箝位单元；所述的次级绕组串联第一二极管VD1、第二二极管VD2和负载；所述的次级绕组NS包括第一端子和第二端子，所述的第一端子连接所述的第一二极管VD1的阳极；所述的所述的第一二极管VD1和所述的第二二极管VD2同向串联；所述的电压箝位单元的一端连接所述的第一二极管VD1的阴极，所述的电压箝位单元的另一端连接所述的第二端子。所述的电压箝位单元包括第三二极管VD3，所述的第三二极管VD3的阴极连接所述的第一二极管VD1的阴极，所述的第三二极管VD3的阳极连接所述的第二端子。所述的电压箝位单元还包括三极管，所述的三极管与所述的第三二极管VD3相互并联；所述的三极管的集电极连接所述的第一二极管VD1的阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反激输出高压二极管替代电路，包括变压器、滤波单元、负载，所述的变压器包括初级绕组、铁芯以及次级绕组；其特征在于：还包括第一二极管、第二二极管、电压箝位单元；所述的次级绕组串联第一二极管、第二二极管和负载；所述的次级绕组包括第一端子和第二端子，所述的第一端子连接所述的第一二极管的阳极；所述的第一二极管和所述的第二二极管同向串联；所述的电压箝位单元的一端连接所述的第一二极管的阴极，所述的电压箝位单元的另一端连接所述的第二端子。

【技术特征摘要】
1.一种反激输出高压二极管替代电路，包括变压器、滤波单元、负载，所述的变压器包括初级绕组、铁芯以及次级绕组；其特征在于：还包括第一二极管、第二二极管、电压箝位单元；所述的次级绕组串联第一二极管、第二二极管和负载；所述的次级绕组包括第一端子和第二端子，所述的第一端子连接所述的第一二极管的阳极；所述的第一二极管和所述的第二二极管同向串联；所述的电压箝位单元的一端连接所述的第一二极管的阴极，所述的电压箝位单元的另一端连接所述的第二端子。2.根据权利要求1所述的一种反激输出高压二极管替代电路，其特征在于：所述的电压箝位单元包括第三二极管，所述的第三二极管的阴极连接所述的第一二极管的阴极，所述的第三二极管的阳极连接所述的第二端子。3.根据权利要求2所述的一种反激输出高压二极管替代电路，其特征在于：所述的电压箝位单元还包括三极管，所述的三极管与所述的第三二极管相互并联；所述的三极管的集电极连接所述的第一二极管的阴极，所述的三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建山，华强，
申请(专利权)人：杭州中恒派威电源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33