一种降压型开关变换器制造技术

本发明专利技术提供一种开关变换器，在普通的反激电路基础上，增加一路正激输出，利用正激和反激两路输出电压的差构成最终输出电压，使得变换器可以实现低压输出。将该拓扑应用到ACDC变换器中，有利用降低变压器的圈数，从而可以低成本地使用平面变压器，降低制造成本。

A reduced voltage switching converter

【技术实现步骤摘要】
一种降压型开关变换器
本专利技术涉及一种开关变换器，特别涉及一种可实现超低电压增益的变换器。
技术介绍
由于平面变压器的绕组都印制在PCB上面，与传统变压器相比，制作平面变压器的自动化程度更高，批量生产的成本更低。但在变压器绕组圈数较多的场合，平面变压器的绕组需要更多的层数或者占用更多的PCB面积，无法满足低成本小体积的电源产品要求。在ACDC应用中，常常需要开关变换器输出5V或者3.3V等较低电压，在AC输入端整流滤波后常常有100V～400V的电压，远远高于输出电压。因此需要变换器实现超低电压增益，将输入电压降为很低的输出电压。传统的开关变换器中，无论是反激还是正激，若要实现超低电压增益，常常需要变压器的匝比较大，原边绕组的圈数较多，副边绕组的圈数较少。若采用平面变压器，由于原边圈数多，所需的PCB层数较多，生产成本高，不利于产品化。
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，提出一种降压型开关变换器方案，可以降低变压器匝比，从而可以减少圈数，使得可以低成本地采用平面变压器。传统正激或反激电路只采用一个输出电压，若变压器的匝比变小，则输出电压会升高，难以实现低压输出。本专利技术采用两个中间输出电压，根据两中间输出电压的差，实现最终的输出电压。本专利技术是通过以下技术方案实现的：在普通的同步整流反激电路基础上，增加一路正激输出，正激输出电容的正端与反激输出电容的正端相连，反激电容的负端就是整体输出的正端，正激电容的负端就是整体输出的负端，因此，整个变换器的输出就是正激电压与反激电压的差。若变压器的匝比较小，则正激输出电压以及反激输出电压都会较高，通过调节开关管的占空比，可以使得正激电压与反激电压的差保持在一个比较小的值，从而整个变换器实现低压输出。上述方案不仅仅可以应用于普通反激，还可以应用于有源箝位反激以及不对称半桥反激电路，在输出端构造正激和反激两路中间输出，然后利用正激输出与反激输出的差构成最终的输出。作为上述方案的一种具体实施方式，电压源Vin的正端分别与电阻R2的一端、电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电阻R2的另一端、电容Cr的正端与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。作为上述方案的又一种具体实施方式，电压源Vin的正端分别与电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电容Cr的正端与箝位MOS管Q3的漏极相连，箝位MOS管Q3的源极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。作为上述方案的再一种具体实施方式，电压源Vin的正端分别与箝位管Q2的漏极和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，变压器TX1原边绕组P1的异名端与电容Cr的正端相连，电容Cr的负端分别与箝位MOS管Q1的漏极以及MOS管Q2的源极相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端分别与MOS管Q3的漏极、MOS管Q4的漏极以及电容Co2的正端相连，MOS管Q3的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；变压器TX1副边绕组S2的同名端与MOS管Q4的源极相连，变压器TX1副边绕组S2的异名端分别与电容Co2的负端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。优选地，电容Co3为0F。优选地，负载电阻R1由为电子元器件构成的电路代替。优选地，变压器TX1为平面变压器。优选地，二极管D1由同步整流MOS管代替。优选地，MOS管Q1和MOS管Q3的驱动是互补的。优选地，MOS管Q1和MOS管Q3的驱动驱动是非互补的。优选地，MOS管Q1和MOS管Q2的驱动是互补的。优选地，MOS管Q1和MOS管Q2的驱动是非互补的。本专利技术所提的方案，克服了现有开关变换器的不足，与反激电路相比，只需较低的变压器匝比就可以实现低压输出，使得在低压输出的ACDC应用场合中，可以采用平面变压器。附图说明图1为本专利技术第一实施例电路原理图；图2为本专利技术第一实施例的工作曲线；图3为本专利技术第二实施例电路原理图；图4为本专利技术第三实施例电路原理图。具体实施方式本专利技术的专利技术构思为利用两路输出电压的差构成最终输出电压，使得变换器可以实现低压输出。第一实施例图1为本专利技术开关变换器功率级第一实施例原理图。其中，电压源Vin是外部输入电压，负载电阻R1是开关电源的负载。该专利技术的变压换器包括电阻R2、电容Cr、二极管D2，MOS管Q1、MOS管Q2、变压器TX1(包含原边绕组P1、变压器TX1副边绕组S1和变压器TX1副边绕组S2)、MOS管Q2、二极管D1、电容Co1、电容Co2和电容Co3。该实施例的连接关系如下：电压源Vin的正端分别与电阻R2的一端、电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电阻R2的另一端、电容Cr的正端与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。该实施例的工作过程：采用本专利技术实施例电路，设计输入电压为370V，输出电压5V，输出功率5W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：/n电压源Vin的正端分别与电阻R2的一端、电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电阻R2的另一端、电容Cr的正端与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；/n变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；/n变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关变换器，其特征在于：
电压源Vin的正端分别与电阻R2的一端、电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电阻R2的另一端、电容Cr的正端与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；
变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；
变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。


2.一种开关变换器，其特征在于：
电压源Vin的正端分别与电容Cr的负端和变压器TX1原边绕组P1的同名端相连，电容Cr的正端与箝位MOS管Q3的漏极相连，箝位MOS管Q3的源极分别与MOS管Q1的漏极和变压器TX1原边绕组P1的异名端相连，MOS管Q1的源极与电压源Vin的负端相连；
变压器TX1副边绕组S1的同名端分别与电容Co1的负端、电容Co3的正端以及负载电阻R1的一端相连，电容Co1的正端与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端相连；
变压器TX1副边绕组S2的同名端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与电容Co1的正端和电容Co2的正端相连，电容Co2的负端分别与变压器TX1副边绕组S2的异名端、电容Co3的负端以及负载电阻R1的另一端相连。


3.一种开关变换器，其特征在于：
电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志燊，尹智群，
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