一种具有软开关的cuk无电解电容电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，包括依次连接的EMI滤波电路、PFC电路和隔离式Cuk变换器，隔离式Cuk变换器包括CUK驱动器、隔离变压器、原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1与CUK驱动器之间串联有MOS管M2，MOS管M2的G极连接CUK驱动器，MOS管M2的D极连接原边电感L1，且MOS管M2的D极连接有原边吸收电路，副边电感L2连接隔离变压器副边绕组，副边电感L2与隔离变压器副边绕组的接点连接有副边吸收电路；本实用新型专利技术能够降低了主开关的开关损耗，改善电源EMI情况，并能够吸收隔离变压器漏感能量，同时还兼具使用寿命长、污染物数量低的优点。

A kind of Cuk electrolytic capacitor power supply with soft-switching

The utility model discloses a Cuk non-electrolytic capacitor power supply with soft-switching, which includes sequentially connected EMI filter circuit, PFC circuit and isolated Cuk converter. The isolated Cuk converter includes CUK driver, isolation transformer, primary inductance L1 and secondary inductance L2. There are series MOS M2, G-pole connected CUK driver of MOS M2 and D driver of MOS M2 between primary inductance L1 and secondary inductance L2. The pole connects the primary inductance L1, and the D pole of the MOS M2 connects the original side absorption circuit, the secondary inductance L2 connects the secondary side winding of the isolation transformer, and the secondary side inductance L2 connects the secondary side winding of the isolation transformer with the secondary side absorption circuit; the utility model can reduce the switching loss of the main switch, improve the EMI of the power supply, and absorb the leakage inductance energy of the isolation transformer. Long service life and low quantity of pollutants.

【技术实现步骤摘要】
一种具有软开关的Cuk无电解电容电源
本技术涉及采用cuk拓扑结构的无电解电容电源
，尤其涉及一种具有软开关的Cuk无电解电容电源。
技术介绍
Cuk变换器是一种电源拓扑结构，被认为是最佳拓扑结构，可以升降压。该电源拓扑结构采用输入输出电感耦合技术，可大大降低输出和/或输入电流纹波，很适用于需要无电解长寿命电源的场合，比如LED驱动器。但是，目前采用cuk的电源并不多见，其主要原因是，主开关的电压等于输出电压和输入电压之和，应力较大；若不采用隔离变压器，会导致输出与输入电压极性相反，若采用隔离变压器，则存在漏感产生的电压尖峰，加大主开关应力和付边续流二极管的应力，同时，会导致反馈控制电路设计复杂。本技术专利解决了cuk变换器在实际使用上的一些问题，制作了实用的LED驱动电源，不含寿命较短的电解电容，大大延长了驱动器的使用寿命，与LED灯珠的长寿命相匹配。解决了的问题是，主开管采用主动式吸收电路，降低了主开关的开关损耗，隔离变压器付边绕组外加吸收电路，改善了EMI,利用吸收电路吸收隔离变压器漏感能量，一部分回输到付边，一部分给原边驱动电路供电。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，能够降低了主开关的开关损耗，改善电源EMI情况，并能够吸收隔离变压器漏感能量，同时还兼具使用寿命长、污染物数量低的优点。本技术采用的技术方案为：一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，包括依次连接的EMI滤波电路、PFC电路和隔离式Cuk变换器，隔离式Cuk变换器连接有控制环路，所述PFC电路和隔离式Cuk变换器的连接点接有储能电容Cbulk，储能电容Cbulk采用薄膜电容；所述隔离式Cuk变换器包括CUK驱动器、隔离变压器、原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1与CUK驱动器之间串联有MOS管M2，MOS管M2的G极连接CUK驱动器，MOS管M2的D极连接原边电感L1，且MOS管M2的D极连接有原边吸收电路；副边电感L2连接隔离变压器副边绕组，副边电感L2与隔离变压器副边绕组的接点连接有副边吸收电路。进一步地，所述原边吸收电路为主动式吸收电路的供电端连接Cuk驱动器的进电端。进一步地，所述原边吸收电路包括吸收二极管D6、吸收变压器T4、MOS管M3、吸收电容C4、整流二极管D5和整流二极管D7；吸收二极管D6的正极连接MOS管M2，吸收二极管D6的负极通过吸收电容C4接地，且吸收二极管D6负极连接吸收变压器T4原边绕组的一端，MOS管M3的D极连接吸收变压器T4原边绕组另一端，MOS管M3的G极连接CUK驱动器，吸收变压器T4原边辅助绕组一端接地，吸收变压器T4原边辅助绕组另一端经过整流二极管D7后连接Cuk驱动器进电端，整流二极管D7通过电容C5接地，吸收变压器T4的原边绕组与吸收电容C4构成谐振电路；吸收变压器T4副边绕组的一端接地，吸收变压器T4副边绕组的另一端通过整流二极管D5连接Cuk变换器的输出端，整流二极管D5通过电容C3接地。进一步地，所述副边吸收电路包括依次串联的电阻R4、稳压二极管D2和二极管D4，电阻R4两端并联有电容C2。本技术具有以下有益效果：(1)通过设置主动式的原边吸收电路，解决了主开关的软关断和开通问题，降低了主开关M2的开关损耗，提高Cuk变换器整体转换效率；通过在隔离变压器副边绕组外加副边吸收电路，使得电压尖峰降低，有效抑制EMI状况；(2)利用原边吸收电路吸收隔离变压器的漏感能量，并将吸收的一部分能量回输到副边绕组输出，另一部分能量分给Cuk驱动器进行供电，在实现Cuk驱动器供电功能的同时简化电路结构，并使吸收的漏感能量得到充分多样的应用，提高本技术功能多样性。附图说明图1为本技术的电路原理图；图2为原边吸收电路的电路原理图；图3为Cuk驱动器输出信号的时序图。附图标记说明：101、EMI滤波电路；102、PFC电路；103、Cuk变换器；104、副边吸收电路。具体实施方式为了更好地理解本技术，下面结合附图对本技术的技术方案做进一步说明。本技术公开了一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，如图1所示，本技术包括依次连接的EMI滤波电路101、PFC电路102和隔离式Cuk变换器103，隔离式Cuk变换器103连接有控制环路，PFC电路102和隔离式Cuk变换器103的连接点接有储能电容Cbulk，储能电容Cbulk采用薄膜电容。PFC电路102优选采用主动式升压PFC电路。隔离式Cuk变换器103包括CUK驱动器、隔离变压器、原边电感L1和副边电感L2，原边电感L1与付边电感L2在同一磁芯上绕制，以实现输出电流纹波最小化。原边电感L1与CUK驱动器之间串联有MOS管M2，MOS管M2为隔离式Cuk变换器103的主开关，MOS管M2的G极连接CUK驱动器，MOS管M2的D极连接原边电感L1，且MOS管M2的D极连接有原边吸收电路，原边吸收电路为主动式吸收电路并向CUK驱动器所在驱动电路供电；副边电感L2连接隔离变压器副边绕组，副边电感L2与隔离变压器副边绕组的接点连接有副边吸收电路104。Cuk变换器103的两个原边电感L1和副边电感L2优选绕制在同一个分槽的磁芯上，当原边电感L1接近于互感M时，可使输出电流纹波接近于零，这样输出只需要较小电容值的薄膜电容，不必使用较大电容值的电解电容。如图2所示，原边吸收电路包括吸收二极管D6、吸收变压器T4、MOS管M3、吸收电容C4、整流二极管D5和整流二极管D7，吸收变压器T4的原边绕组电感包括原边第一绕组电感和原边第二绕组电感，MOS管M3为隔离式Cuk变换器103中起辅助作用的吸收开关；吸收二极管D6的正极连接MOS管M2，吸收二极管D6的负极通过吸收电容C4接地，且吸收二极管D6负极连接吸收变压器T4原边绕组一端(脚1)，吸收变压器T4原边绕组另一端(脚2)连接MOS管M3的D极，MOS管M3的G极连接CUK驱动器，吸收变压器T4原边辅助绕组的一端(脚6)接地，吸收变压器T4原边辅助绕组的另一端(脚5)经过整流二极管D7后连接Cuk驱动器进电端并输出辅助电源Vcc为Cuk驱动器供电，整流二极管D7通过电容C5接地；吸收变压器T4的原边绕组电感与吸收电容C4构成谐振电路；吸收变压器T4副边绕组的一端(脚3)接地，吸收变压器T4副边绕组的另一端(脚4)通过整流二极管D5连接Cuk变换器的输出端，整流二极管D5通过电容C3接地。吸收变压器T4的原边绕组电感与吸收电容C4构成谐振电路，当Cuk变换器103工作在DCM模式下时，谐振电流最大值为依据此式计算吸收变压器T4的原边绕组匝数，吸收变压器T4的副边绕组匝数根据Cuk变换器103的输出电压Vout值确定，原边辅助绕组的匝数根据吸收变压器T4向Cuk驱动器供应的辅助电源电压值Vcc确定。整流二极管D5和整流二极管D7优选采用快恢复二极管。主动式的原边吸收电路具有关断吸收功能和导通吸收功能，即作为主开关的MOS管M2实现了软开关，原边吸收电路中的吸收电容C4远大于MOS管M2的输出电容Coss，当MOS管M2关断时，MOS管M2的D极电压上升减缓，即降低了dv/dt；关断时的电流(等于L1和L2电流之和)给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，其特征在于：包括依次连接的EMI滤波电路、PFC电路和隔离式Cuk变换器，隔离式Cuk变换器连接有控制环路，所述PFC电路和隔离式Cuk变换器的连接点接有储能电容Cbulk，储能电容Cbulk采用薄膜电容；所述隔离式Cuk变换器包括CUK驱动器、隔离变压器、原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1与CUK驱动器之间串联有MOS管M2，MOS管M2的G极连接CUK驱动器，MOS管M2的D极连接原边电感L1，且MOS管M2的D极连接有原边吸收电路；副边电感L2连接隔离变压器副边绕组，副边电感L2与隔离变压器副边绕组的接点连接有副边吸收电路。

【技术特征摘要】
1.一种具有软开关的Cuk无电解电容电源，其特征在于：包括依次连接的EMI滤波电路、PFC电路和隔离式Cuk变换器，隔离式Cuk变换器连接有控制环路，所述PFC电路和隔离式Cuk变换器的连接点接有储能电容Cbulk，储能电容Cbulk采用薄膜电容；所述隔离式Cuk变换器包括CUK驱动器、隔离变压器、原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1与CUK驱动器之间串联有MOS管M2，MOS管M2的G极连接CUK驱动器，MOS管M2的D极连接原边电感L1，且MOS管M2的D极连接有原边吸收电路；副边电感L2连接隔离变压器副边绕组，副边电感L2与隔离变压器副边绕组的接点连接有副边吸收电路。2.根据权利要求1所述的具有软开关的Cuk无电解电容电源，其特征在于：所述原边吸收电路为主动式吸收电路的供电端连接Cuk驱动器的进电端。3.根据权利要求2所述的具有软开关的Cuk无电解电容电源，其特征在于：所述原边吸收电路包括吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少京，尤建兴，
申请(专利权)人：刘少京，
类型：新型
国别省市：广东,44