一种提高开关电源功率密度的电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种提高开关电源功率密度的电路，其特征在于：包括电源电路、磁性器件B2、交变电压电路及逻辑控制器U1；所述电源电路一端连接有电压输入端，另一端连接所述磁性器件B2，所述磁性器件B2与所述交变电压电路连接，所述交变电压电路设有电解电容，所述电解电容的负极接地，正极与所述交变电压电路的输出端连接；所述逻辑控制器U1连接有多条控制支路，所述多条控制支路上均设有开关管Q，所述控制支路通过所述开关管Q与所述磁性器件B2串联。本实用新型专利技术非常适合应用于所有AC转DC、DC转AC、DC转DC等开关电路中，能大幅度拉高开关电源工作频率，缩小变压器等磁性元器件体积，进而提高电源输出功率密度，提高电能转化效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高开关电源功率密度的电路


[0001]本技术涉及开关电源
，具体涉及一种提高开关电源功率密度的电路。

技术介绍

[0002]目前世面上的开关电源，在其相关的升压、降压或升降压等开关电路中，磁性器件的工作频率与开关管的工作频率相同。在固定磁性器件尺寸大小不变的情况下，为了增加磁性器件的输出功率，我们通常通过提高磁性器件的工作频率，达到增大输出功率的目前。但是由于目前开关电路中磁性器件的工作频率与开关管的工作频率相同，当开关管的工作频率增高时，来自开关管的开关损耗、内部导通损耗等必然会增大导致管体发热量增加，电源能量转化效率低，长期工作开关管有烧毁的风险存在，因此局限了磁性器件的工作频率加高。
[0003]由于目前世面上的开关电源，磁性器件的工作频率与开关管的工作频率相同，为增加磁性器件的输出拉高工作频率的同时，开关管的损耗也随之加大。如图1所示：磁性器件B1与开关管Q101相连接，逻辑控制模块U101控制开关管Q101的工作频率，由于开关管Q101 与磁性器件B1相连接，所以磁性器件B1的工作频率与开关管Q101 的工作频率相同，即：T
‑
Q101＝T
‑
B1。所以在传统的开关电路中，为提高电路输出功率密度，拉高磁性器件工作频率的同时开关管的工作频率也随之提高。此时开关管的开关损耗、内部导通损耗都增加了。
[0004]因此，若能解决在不增大开关管的损耗下，成倍提高磁性器件工作频率，便可达到提高开关电路输出功率密度的目地。

技术实现思路

[0005]为了提高开关电路输出功率密度的同时补损耗开关管内部导通的损耗，本技术提供一种提高开关电源功率密度的电路。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高开关电源功率密度的电路，包括电源电路、磁性器件B2、交变电压电路及逻辑控制器U1；所述电源电路一端连接有电压输入端，另一端连接所述磁性器件B2，所述磁性器件B2与所述交变电压电路连接，所述交变电压电路设有电解电容，所述电解电容的负极接地，正极与所述交变电压电路的输出端连接；所述逻辑控制器U1连接有多条控制支路，所述多条控制支路上均设有开关管Q，所述控制支路通过所述开关管Q与所述磁性器件B2串联。
[0007]具体的，所述磁性器件B2包括原边及副边，所述原边与所述电源电路连接，所述副边与所述交变电压电路连接，所述电源电路与所述交变电压电路通过磁性器件B2形成电气隔离。
[0008]具体的，所述逻辑控制模设有模拟量I/O模块，所述模拟量I/O 模块通过所述控制支路与开关管Q连接。
[0009]具体的，所述模拟量I/O模块用于发射时钟信号，所述时钟信号周期相同，相位错开。
[0010]具体的，所述开关管Q为MOS管开关，所述MOS管开关的漏极D连接电源电路，源极S连接模拟接地端AGND，栅极G与所述控制支路相连。
[0011]具体的，所述MOS管开关为N形MOS管开关。
[0012]具体的，所述控制支路设有限流电阻R1，所述限流电阻R1的一端与所述逻辑控制器U1连接，另一端连接所述MOS管开关的栅极。
[0013]本技术相比现有技术具有以下优点及有益效果：
[0014]本技术提供一种提高开关电源功率密度的电路，包括包括电源电路、磁性器件B2、交变电压电路及逻辑控制器U1；电源电路的一端连接电压输入端，另一端连接磁性器件，磁性器件与交变电压电路连接，交变电压电路上设有电解电容，形成开关电源电路。逻辑控制器控制多条控制支路轮流导通，逻辑控制器固定住了每个开关管的工作频率，所以每个开关管的开关损耗/导通损耗也就固定了,因此不需提高开关管的工作频率、无需增加开关管损耗情况下，即可成倍提高开关电路中磁性器件的输出功率密度，成倍增加开关电路输出功率密度。本技术非常适合应用于所有AC转DC、DC转AC、DC 转DC等开关电路中，能大幅度拉高开关电源工作频率，缩小变压器等磁性元器件体积，进而提高电源输出功率密度，提高电能转化效率。
附图说明
[0015]图1为现有技术的开关电路示意图；
[0016]图2为本技术的电路示意图；
[0017]图3为开关管的连接示意图；
[0018]图4为开关管工作频率示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]本技术通过了一种提高开关电源功率密度的电路，参照图2，包括电源电路100、磁性器件B2、交变电压电路200及逻辑控制器 U1。电源电路100一端连接有稳压前电压输入端VIN，另一端连接磁性器件B2，磁性器件B2的另一端连接交变电压电路200，磁性器件 B2在本实施例中为磁性变压器。磁性变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。铁芯(或磁芯)的作用是加强两个线圈之间的磁耦合。可以变换电路中的电流和阻抗。磁性器件B2包括原边及副边，原边与电源电路100连接，副边与交变电压电路200连接。通过磁性器件B2将电源电路100与交变电压电路200电气隔离。在交变电压电路200上还设有电解电容，用于充电和放电，电解电容的负极接地，正极与变压电路的输出端连接OUT/PUT。由于电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大
规模生产，成本相对比较低。电解电容充完电后输出高电压，放完电之后输出低电压。逻辑控制器U1连接有多条控制支路300，每条控制支路300上都设有开关管Q，形成开关电源电路100。每条控制支路300的开关管Q都与磁性器件B2 串联，以此达到在开关管Q工作频率固定的情况下输出高电压的目的。
[0021]逻辑控制器U1设有模拟量I/O模块，通过控制支路300与开关管Q连接。模拟量I/O模块用于发射时钟信号，时钟信号周期相同，相位错开。由于控制支路300同时导通和只有一条控制支路300导通的效果是一样的。模拟量I/O模块可以发出时钟信号0和时钟信号1，当发出时钟信号0的时候，开关管Q处于关断状态，发送时钟信号1 的时候，开关管Q导通。本实施例中不同控制支路300导通之间有一定的时间间隔，Q101为第一条控制支路300的信号频率、Q102为第三条控制支路300的信号频率、Q103第三条控制支路300的信号频率，以此类推直至Q10N为第N条控制支路300的信号频率。但是由于时钟频率周期相同，并通过模拟量I/O模块发射每段时钟信号0 和时钟信号1的相位错开，从而达到不同的控制支路300不会同时导通，并通过控制支路300轮流导通，使电解电容以更高频率充放电。
[0022]参照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高开关电源功率密度的电路，其特征在于：包括电源电路、磁性器件B2、交变电压电路及逻辑控制器U1；所述电源电路一端连接有电压输入端，另一端连接所述磁性器件B2，所述磁性器件B2与所述交变电压电路连接，所述交变电压电路设有电解电容，所述电解电容的负极接地，正极与所述交变电压电路的输出端连接；所述逻辑控制器U1连接有多条控制支路，所述多条控制支路上均设有开关管Q，所述控制支路通过所述开关管Q与所述磁性器件B2串联。2.根据权利要求1所述的一种提高开关电源功率密度的电路，其特征在于：所述磁性器件B2包括原边及副边，所述原边与所述电源电路连接，所述副边与所述交变电压电路连接，所述电源电路与所述交变电压电路通过磁性器件B2形成电气隔离。3.根据权利要求1所述的一种提高开关电源功率密度的电路，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭继荣，冯艳波，
申请(专利权)人：深圳市赛其创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：