一种反激式开关电源制造技术

一种反激式开关电源，在常见的三绕组吸收反激变换器基础上，把变压器B中的NP1同名端接电源，而第二原边绕组NP2同名端接地，且保证NP1和NP2为双线并绕，增加一个电容C1，C1的一端与NP1异名端相连，另一端与NP2异名端相连，这样实现了：当Q1饱和导通时，NP1和NP2都激磁，当Q1关断时，副边NS输出能量，且漏感的能量由NP2经D1实现无损吸收，适合在低电压下工作，提高了原边绕组的利用率、电流密度，故功率密度大，允许原副边之间的漏感较大，变换效率高。

Flyback switching power supply

A flyback switching power supply, absorption flyback converter based on three common windings, the transformer in the B NP1 name end connected to a power supply and a second primary winding NP2 isonym end grounding, and ensure that the NP1 and NP2 for the bifilar wound, a capacitor C1, one end of the C1 and NP1 the other end is connected with the end of synonyms, and NP2 synonyms connected, thus realizing that when Q1 saturation conduction, NP1 and NP2 are exciting, when the Q1 is turned off, the secondary NS output energy, and leakage of energy from NP2 through D1 to achieve lossless absorption, suitable for working under low voltage, improve utilization the primary winding rate, current density, the power density, allowing both sides between the large leakage inductance, high conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及反激式开关电源。
技术介绍
目前，开关电源应用很广，对于输入功率在75W以下，对功率因数(PF，PowerFactor，也称功率因素)不作要求的场合，反激式(Fly-back)开关电源具有迷人的优势：电路拓扑简单，输入电压范围宽。由于元件少，电路的可靠性相对就高，所以应用很广。为了方便，很多文献也称为反激开关电源、反激电源、反激变换器，日本和台湾地区又称返驰式变换器、返驰式开关电源、返驰电源。用于AC/DC变换器的常见拓扑如图1所示，该图原型来自张兴柱博士所著的书号为ISBN978-7-5083-9015-4的《开关电源功率变换器拓扑与设计》第60页，该书在本文中简称为：参考文献1。由整流桥101、滤波电路200、以及基本反激拓扑单元电路300组成，300也简称为主功率级，实用的电路在整流桥前还加有压敏电阻、NTC热敏电阻、EMI(ElectromagneticInterference)等保护电路，以确保反激电源的电磁兼容性达到使用要求。反激式开关电源要求原副边绕组之间的漏感越小越好，这样变换效率高，而且原边主功率开关管承受的耐压也降低，对于使用RCD网络作为去磁、吸收的反激变换器，RCD网络的损耗也降低。注：RCD吸收是指电阻、电容、二极管组成的吸收电路，我国的文献同国际上一样，一般用字母R给电阻编号并代表电阻，用字母C给电容编号并代表电容，用字母D给二极管编号并代表二极管，电阻和电容并联，再与二极管串联后形成RCD网络。整流桥101一般由四个整流二极管组成，当不存在整流桥101时，200、300可以构成DC/DC开关电源或变换器，因为是直流供电，不存在功率因数的要求，功率可以做到75W以上。事实上，低压DC/DC开关电源中采用反激拓扑的并非主流，这是因为在低压时，反激式开关电源的输入电流不连续，纹波较大，对之前的供电设备的要求较高；输出电流也不连续，纹波很大，对后面的滤波电容的容量要求高；特别是当输入电压较低时，由于激磁电流变大，原边绕组得采用多股线并绕；原边绕组的电感量也较低，经常出现计算出来的匝数不能平铺绕满骨架的线槽的左边到右边，特别是工作电压较高时可以采用三明治串联绕法的方案，在低工作电压下而被迫采用三明治并联绕法的方案，由于两个原边绕组不在同一层，这两个原边绕组之间就有漏感，这个漏感会产生损耗，从而让开关电源的效率变低，两个并联的原边绕组之间的漏感引发的问题：1)激磁时，由于漏感存在，其感应电压差在漏感上存在压差，引起不可忽视的损耗，这样理解比较容易：两个并联的原边绕组若匝数差一匝，相当于存在这一匝匝间短路，只不过是通过两个并联的原边绕组的直流内阻短路，相对来说，损耗没有真正的匝间短路那么大。2)去磁时，即副边的整流二极管导通，对输出滤波电容续流充电，这时，原边感应出反射电压，两个并联的原边绕组会感应出不相等的电压，由于绕组的内阻低，感应出不相等的电压引起的电流并不小，从而引起损耗和较大的电磁干扰。3)使用第三绕组去磁的话，第三绕组是和两个并联的原边绕组中的谁并绕？只能采用两个第三绕组，分别与两个并联的原边绕组并绕，然后再并联成“第三绕组”，工艺复杂，由两个绕组并联的第三绕组也存在会感应出不相等的电压，从而引起损耗和较大的电磁干扰。其实，对于常见的第三绕组去磁，优点为无损去磁，效率较高，但是第三绕组的线径选择也是一个问题：选得比较细，与原边绕组的并绕比较麻烦，容易把细线拉断；若选得和原边绕组相同线径，成本高。第三绕组去磁反激变换器，又作“三绕组吸收反激变换器”。两个并联的原边绕组应用于低压DC/DC开关电源，低压DC/DC开关电源一般指输入电压在48V以下，部分用途的低压DC/DC开关电源可工作到直流160V，如铁路电源。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决现有的低压反激式开关电源存在的不足，提供一种反激式开关电源，原边绕组可以不采用两个分开的并联，即可以允许原副边绕组之间的漏感较大，不使用第三绕组去磁，同时变换效率不降低，激磁和去磁时的损耗降低。本专利技术的目的是这样实现的，一种反激式开关电源，包括一变压器，一N沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一原边绕组同名端、第一二极管的阴极相连，第一原边绕组异名端与N沟道场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极与第二原边绕组异名端相连，N沟道场效应管的源极连接第二原边绕组同名端，连接点同时连接输入直流电源的负端；N沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组异名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组异名端相连。本专利技术还提供上述方案一的等同方案，方案二：本专利技术目的还可以这样实现的，一种反激式开关电源，包括一变压器，一N沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与N沟道场效应管的漏极、第二原边绕组异名端相连，N沟道场效应管的源极与第一原边绕组同名端相连；第二原边绕组同名端与第一二极管的阴极相连，第一原边绕组异名端与第一二极管的阳极相连，连接点同时连接输入直流电源的负端；N沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组同名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组同名端相连。本专利技术还提供采用P沟道场效应管的技术方案，在上述方案一的基础上，电源、二极管、同名端的极性要反过来(输出整流部分不用反过来)，那么得到方案三：一种反激式开关电源，包括一变压器，一P沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的负端同时与第一原边绕组异名端、第一二极管的阳极相连，第一原边绕组同名端与P沟道场效应管的漏极相连；第一二极管的阴极与第二原边绕组同名端相连，P沟道场效应管的源极连接第二原边绕组异名端，连接点同时连接输入直流电源的正端；P沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组同名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组同名端相连。本专利技术还提供上述方案三的等同方案，为方案二采用P沟道场效应管的技术方案，在上述方案二的基础上，电源、二极管、同名端的极性要反过来(输出整流部分不用反过来)，得到方案四：本专利技术目的还可以这样实现的，一种反激式开关电源，包括一变压器，一P沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反激式开关电源，包括一变压器，一N沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一原边绕组同名端、第一二极管的阴极相连，第一原边绕组异名端与N沟道场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极与第二原边绕组异名端相连，N沟道场效应管的源极连接第二原边绕组同名端，连接点同时连接输入直流电源的负端；N沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组异名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组异名端相连。

【技术特征摘要】
1.一种反激式开关电源，包括一变压器，一N沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一原边绕组同名端、第一二极管的阴极相连，第一原边绕组异名端与N沟道场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极与第二原边绕组异名端相连，N沟道场效应管的源极连接第二原边绕组同名端，连接点同时连接输入直流电源的负端；N沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组异名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组异名端相连。2.一种反激式开关电源，包括一变压器，一N沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与N沟道场效应管的漏极、第二原边绕组异名端相连，N沟道场效应管的源极与第一原边绕组同名端相连；第二原边绕组同名端与第一二极管的阴极相连，第一原边绕组异名端与第一二极管的阳极相连，连接点同时连接输入直流电源的负端；N沟道场效应管的栅极连接控制信号；其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，还包括第一电容，第一电容的一端与第一原边绕组同名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组同名端相连。3.一种反激式开关电源，包括一变压器，一P沟道场效应管，第二电容，第一二极管、第二二极管，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，副边绕组异名端与第二二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44