正反激式开关电源电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种正反激式电源电路，集成了正激变换器和反激变换器的优点，利用输出电感随输入电压变化而发生变化的特性来降低正激回路的电流在高低压电流的变化率，另外再通过调整正激绕组匝数和输出电感的感量可保证正激回路的电流在高低压基本保持不变，从而减小正反激变换器的体积，通过正激回路和反激回路的能量合理分配来减小输出纹波，利用有源钳位电路实现主开关管的ZVS提高正反激变换器的效率并改善EMI。

【技术实现步骤摘要】
正反激式开关电源电路及其控制方法
本专利技术涉及开关电源电路，尤其涉及一种正反激式开关电源电路。
技术介绍
正反激变换器综合了正激变换器和反激变换器的优点，具有比较好的整体性能，正反激变换器利用一个变压器实现正激变压器和反激变压器的功能，使变压器的利用更加充分。正反激变压器的输出电流由反激回路和正激回路共同提供，理想情况下，正反激变换器中的正激回路在高压低输入的总电流占比不变，以便于正反激变换器最大程度的得到利用，体积最小化。而目前已有的技术，正激回路的电流会随着输入电压的升高而增大，若输入电压为18V-36V，输出12V/2A的正反激变换器，在低压满载的情况下，反激回路提供85％的输出电流，正激回路提供15％的输出电流，但是在高压满载时，反激回路提供60％的输出电流，正激回路提供40％的输出电流，而变换器中反激变压器以低压满载反激回路所提供的85％的输出能量进行设计，输出电感以高压满载所提供的40％的输出能量进行设计。导致正反激变换器应用在宽输入范围下的变压器的设计更为复杂，体积更大，同时变换器的输出纹波受正激回路的电流影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正反激式开关电源电路，包括原边绕组单元、有源钳位电路和副边绕组单元，其特征在于：/n原边绕组单元包括直流源Vin、变压器TX1的原边绕组P1和主开关管Q1，其中，直流源Vin的正端与变压器TX1的原边绕组P1的同名端连接，变压器TX1原边绕组P1的异名端与主开关管Q1的漏极连接，直流源Vin的负端与主开关管Q1的源极连接，主开关管Q1的源极还接地；/n副边绕组单元包括变压器TX1副边绕组S1、变压器TX1副边绕组S2、二极管D1、二极管D3、电感Lo和电容Co；其中，变压器TX1副边绕组S1的同名端和二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与电感Lo的一端连接，电感Lo的另一端与电容Co...

【技术特征摘要】
1.一种正反激式开关电源电路，包括原边绕组单元、有源钳位电路和副边绕组单元，其特征在于：
原边绕组单元包括直流源Vin、变压器TX1的原边绕组P1和主开关管Q1，其中，直流源Vin的正端与变压器TX1的原边绕组P1的同名端连接，变压器TX1原边绕组P1的异名端与主开关管Q1的漏极连接，直流源Vin的负端与主开关管Q1的源极连接，主开关管Q1的源极还接地；
副边绕组单元包括变压器TX1副边绕组S1、变压器TX1副边绕组S2、二极管D1、二极管D3、电感Lo和电容Co；其中，变压器TX1副边绕组S1的同名端和二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与电感Lo的一端连接，电感Lo的另一端与电容Co的一端连接，电容Co的一端还引出作为开关电源电路的输出正端；变压器TX1副边绕组S1的异名端与电容Co的另一端连接，电容Co的另一端接地，电容Co的另一端还引出作为开关电源电路的输出负端；变压器TX1副边绕组S2的异名端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与电容Co的一端连接，变压器TX1副边绕组S2的同名端与电容Co的另一端连接。


2.根据权利要求1所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：所述有源钳位电路，并联在变压器TX1原边绕组P1的两端，包括辅助开关管Q2和电容Cr，其中，电容Cr的一端分别与直流源Vin的正端以及变压器TX1原边绕组P1的同名端连接，电容Cr的另一端与辅助开关管Q2的漏极连接，辅助开关管Q2的源极与变压器TX1原边绕组P1的异名端连接。


3.根据权利要求1所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：所述有源钳位电路，并联在主开关管Q1的两端，包括辅助开关管Q2和电容Cr，其中，电容Cr的一端分别与主开关管Q1的漏极以及变压器TX1原边绕组P1的异名端连接，电容Cr的另一端与辅助开关管Q2的源极连接，辅助开关管Q2的漏极与主开关管Q1的源极以及直流源Vin的负端连接。


4.根据权利要求1所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：所述有源钳位电路，包括辅助开关管Q2和电容Cr，其中，辅助开关管Q2的漏极分别与直流源Vin的正端以及电容Cr的一端连接，电容Cr的另一端与变压器TX1原边绕组P1的同名端连接，辅助开关管Q2的源极与变压器TX1原边绕组P1的异名端连接。


5.根据权利要求1所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：还包括变压器TX1的辅助绕组P2，有源钳位电路并联在变压器TX1的辅助绕组P2的两端，有源钳位电路包括辅助开关管Q2和电容Cr，其中，电容Cr的一端与变压器TX1的辅助绕组P2的异名端连接，电容Cr的另一端接地，电容Cr的另一端还与辅助开关管Q2的源极连接，辅助开关管Q2的漏极与变压器TX1的辅助绕组P2的同名端连接。


6.根据权利要求1所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：所述有源钳位电路，并联在变压器TX1副边绕组S1的两端，有源钳位电路包括辅助开关管Q2和电容Cr，其中，
电容Cr的一端分别与变压器TX1副边绕组S1的同名端以及二极管D3的阳极连接，电容Cr的另一端与辅助开关管Q2的漏极连接，辅助开关管Q2的源极与变压器TX1副边绕组S1的异名端连接。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的正反激式开关电源电路，其特征在于：所述主开关管Q1与辅助开关管Q2采用非互补工作模式，辅助开关管超前于主开关管，在变压器TX1的副边绕组S2所形成的反激回路电流Is-下降为零时导通一设定时间，并在主开关管导通时刻前关断，用以在主开关管导通时刻，使主开关管承受的电压接近为零。


8.一种正反激式开关电源电路，包括变压器TX1和由变压器TX1副边绕组形成的副边绕组单元，其特征在于：所述副边绕组单元，包括变压器TX1副边绕组S1、变压器TX1副边绕组S2、二极管D1、二极管D3、电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹向阳，钟辉，王志燊，
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