一种开关变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种开关变换器，包括整流滤波电路、第一降压电路、第二降压电路、启动电路、控制及驱动电路和控制及驱动供电电路；本发明专利技术采用两级级联降压电路，第一降压电路的输出作为第二降压电路和控制及驱动供电电路的输入，同时，第一降压电路的输出经控制及驱动供电电路控制处理后作为控制及驱动电路的输出提供工作电压，控制及驱动电路实时采集第一降压电路和第二降压电路的输出电压用以驱动控制两级级联降压电路中的功率管的开通与关断，调节两联级降压电路的占空比，实现输出电压可调，既能满足高降压比要求，又可以避免过小、过窄的占空比现象，还能极大地降低空载功耗，提升了电路性能。

【技术实现步骤摘要】
一种开关变换器
本专利技术涉及一种开关变换器，特别涉及一种高降压比的非隔离型降压开关变换器。
技术介绍
功率变换器在实际的应用场合中，在部分场合对输入/输出之间没有电气隔离要求，但对电路的性能和空载功耗有着较高的要求。需要将整流后的市电直接转换为低压电给负载供电，比如输出电压5V，同时要求电路的空载功耗满足开关电源六级能效标准。一般地，功率变换器的输入交流电压范围为85V～265V，经整流滤波后的直流电压约为100V～375V。若仅采用单级降压变换器，当电路稳态工作时，其占空比的变化范围为1.3％～5％(假设电路工作在CCM(ContinuousConductionMode)时，输出电压为5V)。然而，过小、过窄的占空比容易导致控制不稳定、功率管无法可靠开通等问题，从而使得电路性能极大地下降。另外一个问题是：控制及驱动一般采用12V左右电压进行供电，若仅采用一级降压变换器，只能从整流滤波后的高压侧进行降压取电，或者从输出低压侧进行升压取电，为控制及驱动提供电压，这样会增加成本及降低电路效率。从上述两个问题来看，仅采用一级降压变换器拓扑，难以满足性能及空载功耗的要求，从而使得其应用范围受限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是克服现有方法的不足，提出一种开关变换器的电路方案，既能实现高降压比功能，避免过小、过窄的占空比问题，也能使得空载功耗满足电源六级能效标准，从而可满足实际应用需求。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种开关变换器，包括整流滤波电路、第一降压电路、第二降压电路、启动电路、控制及驱动电路和控制及驱动供电电路；整流滤波电路的输入端作为开关变换器的输入端，整流滤波电路的输出端连接第一降压电路的输入端和启动电路的输入端；第一降压电路的输出端连接第二降压电路的输入端、控制及驱动供电电路的输入端、控制及驱动电路的第一输入端；第二降压电路的输出端连接控制及驱动电路的第二输入端，并作为开关变换器的输出端；启动电路的输出端和控制及驱动供电电路的输出端同时连接控制及驱动电路的第三输入端；控制及驱动电路的第一输出端和第二输出端分别连接第一降压电路的控制端和第二降压电路的控制端；整流滤波电路用于接收输入交流电压进行整流滤波后输出平滑的直流电压；第一降压电路用于接收该直流电压并经过降压处理后为第二降压电路和控制及驱动供电电路提供输入电压；第二降压电路接收该输入电压进行降压处理得到最终输出电压；启动电路用于为控制及驱动电路提供启动电压；控制及驱动供电电路用于为控制及驱动电路提供启动后的工作电压；控制及驱动电路采集第一降压电路和第二降压电路的输出电压信号并分别输出两路控制信号至第一降压电路和第二降压电路用于调整第一降压电路和第二降压电路的占空比。优选地，整流滤波电路由整流桥和第一电容组成；整流桥的输入正作为整流滤波电路的输入端正，整流桥的输入负作为整流滤波电路的输入端负，整流桥的输出正作为整流滤波电路的输出端，整流桥的输出负作为开关变换器的公共地，第一电容并联在整流桥的输出正和输出负之间。优选地，启动电路为线性稳压电路或为可控恒流源供电电路。优选地，作为控制及驱动供电电路的一种实施方案，由第五电阻、第一稳压管、第一三极管、第四电容、第五电容组成；第五电阻的一端与第一三极管的集电极连接，连接点作为控制及驱动供电电路的输入端，第五电阻的另一端与第一稳压管的阴极、第一三极管的基极、第四电容的一端连接；第一稳压管的阳极与第四电容的另一端、第五电容的一端、公共地连接；第五电容的另一端连接三极管的发射极，此连接点作为控制及驱动供电电路的输出端。优选地，作为控制及驱动供电电路的另一种实施方案，由恒流源、控制电路、开关、第六电容组成；恒流源的输入端作为控制及驱动供电电路的输入端，恒流源的输出端与开关的一端连接，开关的另一端与第六电容的一端、控制电路的第一输入端连接，此连接点作为控制及驱动供电电路的输出端，第六电容的另一端与控制电路的第二输入端、公共地连接，控制电路的输出端与开关的控制端连接。优选地，第一降压电路和第二降压电路为采用二极管续流的降压电路或为采用同步整流的降压电路。优选地，第二降压电路为高侧驱动或低侧驱动的降压电路。优选地，第一降压电路由第一功率管、第一二极管、第二电容、第一电感组成；第一功率管的漏极作为第一降压电路的输入端；第一功率管的栅极作为第一降压电路的控制端，第一功率管的源极与第一二极管的阴极、第一电感的一端连接，第一二极管的阴极连接公共地；第一电感的另一端连接第二电容的一端，并作为第一降压电路的输出端，第二电容的另一端连接公共地。优选地，作为第二降压电路的一种实施方案，由第二功率管、第二二极管、第三电容和第二电感组成；第二二极管的阴极与第三电容的一端连接，此连接点同时作为第二降压电路的输入端和输出端，第二二极管的阳极与第二功率管的漏极、第二电感的一端连接；第二功率管的源极连接公共地，第二功率管的栅极作为第二降压电路的控制端；第三电容的另一端与第二电感的另一端连接，接出为输出地。优选地，作为第二降压电路的另一种实施方案，第二功率管、第三功率管、第三电容和第二电感组成；第二功率管的漏极作为第二降压电路的输入端，第二功率管的源极与第三功率管的漏极、第二电感的一端连接，第三功率管的源极同时连接公共地和输出地，第二电感的另一端作为第二降压电路的输出端，第三电容并联在第二降压电路的输出端与输出地之间，第一功率管和第二功率管的栅极分别作为第二降压电路的两路控制端。优选地，控制及驱动电路的第二输出端包括第二输出第一端和第二输出第二端，第二降压电路的两路控制端包括控制第一端和控制第二端；第一功率管的栅极作为第二降压电路的控制第一端连接控制及驱动电路的第二输出第一端；第二功率管的栅极作为第二降压电路的控制第二端连接控制及驱动电路的第二输出第二端。优选地，第一功率管、第二功率管、第三功率管为N-MOS管或IGBT。本专利技术所提的方案的工作原理在具体实施例进行详细介绍，综合工作原理，本专利技术克服了现有降压开关变换器的不足，其有益效果为：(1)可避免过小、过窄的占空比控制问题，极大地提高电路稳定性；(2)可通过一个控制IC实现第一降压电路和第二降压电路的控制，节省控制电路回成本；(3)通过利用第一降压电路输出电压作为控制及驱动供电电路的输入电压，极大地降低电路的空载功耗，满足电源六级能效标准要求。附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术开关变换器的第一实施例电路原理图；图3为本专利技术的第一实施例的控制及驱动供电电路第一种实施方式的电路原理图；图4为本专利技术的第一实施例的控制及驱动供电电路第二种实施方式的电路原理图；图5为本专利技术开关变换器的第二实施例电路原理图。具体实施方式图1为本专利技术的原理框图，包括整流滤波电路、第一降压电路、第二降压电路、启动电路、控制及驱动电路和控制及驱动供电电路；整流滤波电路的输入端作为开关变换器的输入端，整流滤波电路的输出端连接第一降压电路的输入端和启动电路的输入端；第一降压电路的输出端同时连接第二降压电路的输入端、控制及驱动供电电路的输入端、控制及驱动电路的第一输入端；第二降压电路的输出端连接控制及驱动电路的第二输入端，并作为开关变换器的输出端；启动电路的输出端和控制及驱动供电电路的输出端同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关变换器，其特征在于：包括整流滤波电路、第一降压电路、第二降压电路、启动电路、控制及驱动电路和控制及驱动供电电路；整流滤波电路的输入端作为开关变换器的输入端，整流滤波电路的输出端连接第一降压电路的输入端和启动电路的输入端；第一降压电路的输出端连接第二降压电路的输入端、控制及驱动供电电路的输入端、控制及驱动电路的第一输入端；第二降压电路的输出端连接控制及驱动电路的第二输入端，并作为开关变换器的输出端；启动电路的输出端和控制及驱动供电电路的输出端同时连接控制及驱动电路的第三输入端；控制及驱动电路的第一输出端和第二输出端分别连接第一降压电路的控制端和第二降压电路的控制端；整流滤波电路用于接收输入交流电压进行整流滤波后输出平滑的直流电压；第一降压电路用于接收该直流电压并经过降压处理后为第二降压电路和控制及驱动供电电路提供输入电压；第二降压电路接收该输入电压进行降压处理得到最终输出电压；启动电路用于为控制及驱动电路提供启动电压；控制及驱动供电电路用于为控制及驱动电路提供启动后的工作电压；控制及驱动电路采集第一降压电路和第二降压电路的输出电压信号并分别输出两路控制信号至第一降压电路和第二降压电路用于调整第一降压电路和第二降压电路的占空比。...

【技术特征摘要】
1.一种开关变换器，其特征在于：包括整流滤波电路、第一降压电路、第二降压电路、启动电路、控制及驱动电路和控制及驱动供电电路；整流滤波电路的输入端作为开关变换器的输入端，整流滤波电路的输出端连接第一降压电路的输入端和启动电路的输入端；第一降压电路的输出端连接第二降压电路的输入端、控制及驱动供电电路的输入端、控制及驱动电路的第一输入端；第二降压电路的输出端连接控制及驱动电路的第二输入端，并作为开关变换器的输出端；启动电路的输出端和控制及驱动供电电路的输出端同时连接控制及驱动电路的第三输入端；控制及驱动电路的第一输出端和第二输出端分别连接第一降压电路的控制端和第二降压电路的控制端；整流滤波电路用于接收输入交流电压进行整流滤波后输出平滑的直流电压；第一降压电路用于接收该直流电压并经过降压处理后为第二降压电路和控制及驱动供电电路提供输入电压；第二降压电路接收该输入电压进行降压处理得到最终输出电压；启动电路用于为控制及驱动电路提供启动电压；控制及驱动供电电路用于为控制及驱动电路提供启动后的工作电压；控制及驱动电路采集第一降压电路和第二降压电路的输出电压信号并分别输出两路控制信号至第一降压电路和第二降压电路用于调整第一降压电路和第二降压电路的占空比。2.根据权利要求1所述的开关变换器，其特征在于：整流滤波电路由整流桥和第一电容组成；整流桥的输入正作为整流滤波电路的输入端正，整流桥的输入负作为整流滤波电路的输入端负，整流桥的输出正作为整流滤波电路的输出端，整流桥的输出负作为开关变换器的公共地，第一电容并联在整流桥的输出正和输出负之间。3.根据权利要求1所述的开关变换器，其特征在于：启动电路为线性稳压电路或为可控恒流源供电电路。4.根据权利要求2所述的开关变换器，其特征在于：控制及驱动供电电路由第五电阻、第一稳压管、第一三极管、第四电容、第五电容组成；第五电阻的一端与第一三极管的集电极连接，连接点作为控制及驱动供电电路的输入端，第五电阻的另一端与第一稳压管的阴极、第一三极管的基极、第四电容的一端连接；第一稳压管的阳极与第四电容的另一端、第五电容的一端、公共地连接；第五电容的另一端连接三极管的发射极，此连接点作为控制及驱动供电电路的输出端。5.根据权利要求2所述的开关变换器，其特征在于：控制及驱动供电电路由恒流源、控制电路、开关、第六电容组成；恒流源的输入端作为控制及驱动供电电路的输入端，恒流源的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴辉，郭启利，王志燊，李永昌，
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