开关变换器开关节点取电电路制造技术

本实用新型专利技术提供开关变换器开关节点取电电路，包含输入电压正端口、输入电压负端口、输出电压正端口、输出电压负端口、公共地端口、单向开关模块、电容分压模块和泄放电路模块；输入电压负端口与输出电压负端口相连，作为公共地端口；输入电压正端口接于开关变换器开关节点SW处，并通过单向开关模块与电容分压模块相连；电容分压模块的另一端接至公共地端口，电容分压模块的输出端与泄放电路模块的一端相连，作为输出电压正端口；泄放电路模块的另一端与单向开关模块和电容分压模块的连接点相连。本实用新型专利技术可以适用于更高输入电压、更加高效的开关变换器电路中，简化了电路结构，降低开关变换器辅助电源的设计难度和制造成本。

【技术实现步骤摘要】
开关变换器开关节点取电电路
本技术涉及一种开关变换器开关节点取电电路，特别涉及一种通过开关变换器开关节点进行取电并为开关变换器提供辅助电源的电路。
技术介绍
开关变换器是现代电能变换技术的核心组成部分，也是各类开关电源、变频器、UPS、光伏发电、风能发电、LED照明等系统的基本组成单元，广泛应用于电力、通信、家电、铁路交通、汽车电子、工业控制、仪器仪表、航空、航天、航海等领域。开关变换器与一定的控制技术相结合方能构成一个完整的系统。目前，控制技术取得了长足的进步，控制芯片(以下简称控制器)种类非常丰富，而且随着半导体技术的发展，数字控制技术已然成为一种新的发展潮流。对于开关变换器构成的系统来说，控制器的供电显得极为重要，一个稳定可靠的控制器供电系统(以下简称辅助电源)将直接决定整个系统的可靠性。通常针对不同的开关变换器和控制器，工程师都需要精心设计辅助电源，这无疑增加了系统的复杂程度和成本。常见的做法都是在开关变换器的主功率变压器上耦合一个绕组来产生控制器所需电压，对于功率大的系统常常是单独设计一个小型的开关电源系统作为辅助电源。比如反激变换器，辅助电源通常是采用在变压器上增加额外的一个绕组与整流电路的方法，来产生控制器所需电压，这就导致系统设计更加复杂，成本也会相应地增加。中国专利(专利申请号201711180756.9)提出一种反激变换器的辅助电源(如图1所示)，通过在开关管的漏极与原边参考地之间(此处即为反激变换器开关节点。开关变换器的开关节点是指开关变换器开关管与储能元件之间的连接点，开关节点处会存在一个脉动直流电压，以下称为开关节点，记为SW。)取电为反激变换器的控制器供电，其有益效果为：1、通过开关节点为控制器供电，减少一个变压器绕组；2、使用线性稳压电路实现稳定电压输出，为控制器提供稳定电压；3、对漏感尖峰有一定的吸收作用。但是此专利所述电路的应用范围很窄，仅适用于低输入电压的的反激变换器，如电源行业内4.5VDC～9VDC输入电压范围内的产品，对于更高输入电压的反激变换器来说，其取电效率将大大降低。以下，通过一个实例来说明上述电路存在的问题。某反激开关电源，输入Vin(4.5VDC～9VDC)、输出Vo(12VDC)、输出功率Po(10W)，变压器原副边匝数比n(6：12)。反激变换器开关节点的平台电压满足：VSW＝Vin+nVo(10.5V≤Vds≤15V)通过图1电路，在开关节点处取电，获得的电压即为Vsw，经过一个线性稳压电路，可以得到一个10V左右相对稳定的电压为控制器供电，因为线性稳压电路的输入电压与输出电压之间的差值不大，所以最终的取电效率相对还是可以接受的。但是当反激开关电源的输入电压较高，Vsw会很高，此时通过线性稳压电路来获得一个较低的控制器所需的供电电压，取电效率将会非常低下，比如48V的电源系统，输入电压最高可达75V，此时Vsw在100V左右，通过线性稳压电路取电，获得一个10V的电压，取电效率仅为10％，这是不可接受的，其取电效率比直接从输入电压Vin上通过线性稳压电路取电的效率还要低。已经意识到，希望提供一种可以适用于更高输入电压、更加高效的开关变换器开关节点取电电路。
技术实现思路
有鉴于此，本技术要解决的技术问题是提供一种能够适用于更高输入电压的高效开关变换器开关节点取电电路。将开关变换器开关节点处的脉动直流电压，经过电容分压电路分压后，作为开关变换器的辅助电源，降低开关变换器辅助电源的设计难度和制造成本。本技术解决上述技术问题是通过以下技术方案实现的：开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：包含输入电压正端口、输入电压负端口、输出电压正端口、输出电压负端口、公共地端口、单向开关模块、电容分压模块和泄放电路模块；输入电压负端口与输出电压负端口相连，作为公共地端口；输入电压正端口接于开关变换器开关节点SW处，并通过单向开关模块与电容分压模块的输入端相连；电容分压模块的另一端接至公共地端口，电容分压模块的输出端与泄放电路模块的一端相连，作为输出电压正端口；泄放电路模块的另一端与单向开关模块和电容分压模块的连接点相连。优选地，单向开关模块由二极管D1构成；二极管D1的阳极引出，接于开关变换器开关节点SW处，作为取电电路的输入电压正端口；二极管D1的阴极与电容分压模块的输入端相连。优选地，电容分压模块由上分压电容C1和下分压电容C2构成；上分压电容C1的一端连接单向开关模块的输出端，上分压电容C1的另一端与下分压电容C2相连，下分压电容C2的另一端接至公共地端口，上分压电容C1和下分压电容C2的连接处引出作为取电电路的输出电压正端口。优选地，泄放电路是一个有源网络或者无源网络。优选地，泄放电路模块由电阻R1构成；电阻R1的一端与电容分压模块的输入端连接，电阻R1的另一端与输出电压正端口相连。作为上述方案的改进，泄放电路模块由稳压管Z1和电阻R1构成；稳压管Z1的阳极与电容分压模块的输出端连接，作为取电电路的输出电压正端口，稳压管Z1的阴极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电容分压模块的输入端连接。优选地，电阻R1与稳压管Z1的位置互换，即：电阻R1的一端与电容分压模块的输出端连接，作为取电电路的输出电压正端口，电阻R1的另一端与稳压管Z1的阳极相连，稳压管Z1的阴极与电容分压模块的输入端相连。作为上述方案的改进，泄放电路由三极管Q1、电阻R1和电阻R2构成，三极管Q1的集电极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电容分压模块的输出端连接，作为取电电路的输出电压正端口，三极管Q1的发射极与电容分压模块的输入端相连，三极管Q1的基极通过电阻R2接至开关变换器开关节点SW处。优选地，三极管Q1为PNP型三极管。本技术开关变换器开关节点取电的方法和电路的有益效果为：(1)提供一种开关变换器开关节点取电电路，降低开关变换器辅助电源的设计难度和制造成本；(2)解决现有方案在开关节点电压较高时，取电效率低下的问题，给出一种高效率并适用于更高输入电压的开关电源的辅助电源解决方案。(3)电路结构简单，适用于所有开关变换器需要辅助电源供电的场合。附图说明图1为现有反激变换器的辅助供电电路应用电路原理图；图2为本技术开关变换器开关节点取电电路的电路框图；图3为本技术开关变换器开关节点取电电路第一实施例的电路原理图；图4为本技术第一实施例应用于反激开关电源的电路原理图；图5为本技术第一实施例应用于反激开关电源的关键节点波形图；图6为本技术开关变换器开关节点取电电路第二实施例的电路原理图；图7为本技术开关变换器开关节点取电电路第三实施例的电路原理图。具体实施方式本技术的专利技术构思是将开关变换器开关节点的脉动直流电压，经过电容分压模块分压后，作为开关变换器的辅助电源，同时在电容分压模块前增加单向开关模块，使得添加的电容分压模块不会对开关管的开通过程产生较大影响。以下结合附图及实施例，对本技术进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图2为本技术开关变换器开关节点取电电路的电路框图，本技术所述取电电路201的输入电压正端口接于开关变换器开关节点SW处，输出电压正端口作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：包含输入电压正端口、输入电压负端口、输出电压正端口、输出电压负端口、公共地端口、单向开关模块、电容分压模块和泄放电路模块；输入电压负端口与输出电压负端口相连，作为公共地端口；输入电压正端口接于开关变换器开关节点SW处，并通过单向开关模块与电容分压模块的输入端相连；电容分压模块的另一端接至公共地端口，电容分压模块的输出端与泄放电路模块的一端相连，作为输出电压正端口；泄放电路模块的另一端与单向开关模块和电容分压模块的连接点相连。

【技术特征摘要】
1.开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：包含输入电压正端口、输入电压负端口、输出电压正端口、输出电压负端口、公共地端口、单向开关模块、电容分压模块和泄放电路模块；输入电压负端口与输出电压负端口相连，作为公共地端口；输入电压正端口接于开关变换器开关节点SW处，并通过单向开关模块与电容分压模块的输入端相连；电容分压模块的另一端接至公共地端口，电容分压模块的输出端与泄放电路模块的一端相连，作为输出电压正端口；泄放电路模块的另一端与单向开关模块和电容分压模块的连接点相连。2.根据权利要求1所述的开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：单向开关模块由二极管D1构成；二极管D1的阳极引出接于开关变换器开关节点SW处，作为取电电路的输入电压正端口；二极管D1的阴极与电容分压模块的输入端相连。3.根据权利要求1所述的开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：电容分压模块由上分压电容C1和下分压电容C2构成；上分压电容C1的一端连接单向开关模块的输出端，上分压电容C1的另一端与下分压电容C2相连，下分压电容C2的另一端接至公共地端口，上分压电容C1和下分压电容C2的连接处引出作为取电电路的输出电压正端口。4.根据权利要求1所述的开关变换器开关节点取电电路，其特征在于：泄放电路模块是一个有源网络或者无源网络。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏程，王志燊，吴辉，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44