一种多模式软开关无损吸收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多模式软开关无损吸收装置，包括单端变换器的原边绕组T1A、辅助绕组T1B和副边绕组T1C，开关管Q1，电容器C1、C2、C3，二极管D1、D2和电感L1，其中：T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，作用是使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路。本发明专利技术的多模式软开关无损吸收装置达到了接近零电压平稳切换、更彻底吸收切换能量的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子控制开关
，尤其是涉及一种多模式开关电源的软开关无损吸收装置。
技术介绍
目前的单管开关电源控制技术主要存在如下两种：1.RCD吸收，即电阻-电容-二极管组合，它存在的问题是对开关切换时的能量吸收不彻底，并且根据焦耳定律，在开关切换过程中器件能量吸收、发热严重，导致元器件参数以及输出电压不稳定。2.LCD吸收，即电感-电容-二极管组合，它存在的问题在于对不同负载下开关切换能量吸收效果不一致，以及当输入电压波动后，对开关切换能量的吸收效果恶化。
技术实现思路
为此，本专利技术旨在提供一种多模式软开关无损吸收装置，通过T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路，以达到接近零电压平稳切换、更彻底吸收切换能量的目的。本专利技术所采用的技术方案是，提供一种多模式软开关无损吸收装置，包括单端变换器的原边绕组T1A、辅助绕组T1B和副边绕组T1C，开关管Q1，电容器C1、C2、C3，二极管D1、D2和电感L1，其中：T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，作用是使C2两端的电压等于VIN,C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路。本专利技术的进一步改进在于，点A连接单端变压器原边绕组T1A、开关管Q1、电容C1和电容C2，点B连接二极管D1正极、电容C1和电感L1，点C连接电容C2、二极管D2正极和单边变压器辅助绕组T1B，点D连接二极管D2负极、二极管D3正极和电容C3，电源端VIN连接单端变压器原边绕组T1A和二极管D1负极，接地端连接开关管Q1、单边变压器辅助绕组T1B和电容C3。本专利技术的进一步改进在于，所述电容C1的电容值远大于电容C3。本专利技术的进一步改进在于，所述电容C3的一端连接与二极管D2负极，一端连接与电源端VIN。本专利技术具有如下效果：1、开关管Q1在接通和断开时，被与其相连的电容器、二极管回路所钳位，强烈抑制尖峰电压，从而实现接近零电压平稳切换，并降低开关管开通和关断产生的环境电磁干扰。2、降低开关管在接通和断开时承受的电压和电流，提高各元器件以及整体开关电源的使用寿命。3、所述开关管吸收装置不含电阻器，开关管切换的能量吸收过程不吸收有功功率，提高电源利用效率。附图说明图1是一种多模式软开关无损吸收装置的一个实施例的电路原理图。图2是一种多模式软开关无损吸收装置的另一实施例的电路原理图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，该实施例仅用于解释本专利技术，并不对本专利技术的保护范围构成限定。目前的单管开关电源控制技术主要存在如下两种：1.RCD吸收，即电阻-电容-二极管组合，它存在的问题是对开关切换时的能量吸收不彻底，并且根据焦耳定律，在开关切换过程中器件能量吸收、发热严重，导致元器件参数以及输出电压不稳定。2.LCD吸收，即电感-电容-二极管组合，它存在的问题在于对不同负载下开关切换能量吸收效果不一致，以及当输入电压波动后，对开关切换能量的吸收效果恶化。为此，本专利技术提供一种多模式软开关无损吸收装置，通过T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路，以达到接近零电压平稳切换、更彻底吸收切换能量的目的。实施例1一种多模式软开关无损吸收装置，如图1所示，包括单端变换器的原边绕组T1A、辅助绕组T1B和副边绕组T1C，开关管Q1，电容器C1、C2、C3，二极管D1、D2和电感L1，其中：T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，作用是使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路。各元器件的连接关系为：点A连接单端变压器原边绕组T1A、开关管Q1、电容C1和电容C2，点B连接二极管D1正极、电容C1和电感L1,点C连接电容C2、二极管D2正极和单边变压器辅助绕组T1B，点D连接二极管D2负极、二极管D3正极和电容C3，电源端VIN连接单端变压器原边绕组T1A和二极管D1负极，接地端连接开关管Q1、单边变压器辅助绕组T1B和电容C3。所述电容C1的电容值远大于电容C3。由于T1A匝数与T1B相等，C2两端的电压始终为VIN。当开关管Q1接通时，分为三个过程：1）在开关管Q1接通前，由于开关管关断时给T1A、T1B激励电流给C1和C3充电，C1、C3上的电压被嵌位在V1=VIN*D/(1-D)，其中D为开关管Q1的导通占空比，此处取值小于50%。2）当开关管导通后，T1A、T1B、T1C同通常反激或正激一样储能和传递能量，此处不做说明。A点被开关管拉至地，B点电压为-VIN*D/(1-D)，C点电压为-VIN，而D点电压为VIN*D/(1-D)，C点电压低于D点电压，D2截止，此时，C3、D3、L1、C1、Q1形成谐振回路，其谐振周期为2π*sqrt(L1*C1*C3/(C1+C3))，其中sqrt表示求平方根。由于C1远大于C3，故谐振周期约等于2π*sqrt(L1* C3)，谐振初期L1上电压为D点电压减去B点电压，为VIN*D/(1-D)，L1上电流递增，L1开始储能，由于C1较大，C1上电压变化较小，B点电压一直为-VIN*D/(1-D)，C3电容值较小，C3上电压变化较大，当C3上电压变化为-VIN*D/(1-D)，L1上电压反向，L1开始释放能量，C3放电电流开始递减。3）当C3放电至端电压为-VIN时，D2接通，并形成由L1、C1、C2、D2、D3组成的回路，从而C3端电压被钳位在-VIN，L1上能量继续向C1释放，释放完成D3关断。上述设计达到了在开关管接通的过程中，C3放电至-VIN，D2导通，到达了开关管零电压关断的条件，C1反向充电，嵌位电压略微降低，准备开关管关断时嵌位。当开关管Q1关断时，经过如下2个过程：1）在Q1关断瞬间，由于在开通时D2已经导通，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路开始工作，Q1零电压关断，T1A、T1B的激励电流给C3充电，Q1上电压上升较缓慢。2）当B点电压上升至VIN时，D1导通，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路开始工作，由于C1较大，C1上电压变化较小，Q1上电压被嵌位在VIN+VIN*D/(1-D)=VIN/(1-D)。因此，所述开关管Q1可用耐压较低的普通开关管。实施例2所述多模式软开关无损吸收装置的另一实施例是，如图2所示，所述电容C3的一端连接与二极管D2负极，一端连接与电源端VIN。在此连接方式下，H、I、J、K上的电压状况同上述A、B、C、D上的电压状况，只是C3两端的电压由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式软开关无损吸收装置，包括单端变换器的原边绕组T1A、辅助绕组T1B和副边绕组T1C，开关管Q1，电容器C1、C2、C3，二极管D1、D2和电感L1，其中：T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，作用是使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路。

【技术特征摘要】
1.一种多模式软开关无损吸收装置，包括单端变换器的原边绕组T1A、辅助绕组T1B和副边绕组T1C，开关管Q1，电容器C1、C2、C3，二极管D1、D2和电感L1，其中：T1A和T1C构成单端正激或单端反激变换器，T1B是和T1A等匝数的辅助绕组，作用是使C2两端的电压等于VIN，C3、D3、L1、C1、Q1构成谐振回路，由Q1、C2、D2、C3构成开关管钳位吸收回路，由Q1、C1、D1构成另一路开关管钳位吸收回路。2.根据权利要求1所述的一种多模式软开关无损吸收装置，其特征在于：单端变压器原边绕组T1A、开关管Q1、电容C1和电容C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱理贤，
申请(专利权)人：昆山硕通电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32