顺向式电源转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种顺向式电源转换器，主要使一主变压器的二次侧设有一整流输出电路，又其一次侧连接一主转换场效晶体管控制输入电压与否，其同时具有一回收绕组，且连接有一箝位电路；而前述主变压器使其回收绕组圈数低于一次侧感应绕组，借以降低主转换场效晶体管的Ｖｄｓ，以符合应力分析的需求；又前述整流输出电路利用场效晶体管作为整流组件，再配合一驱动电路使场效晶体管在期望的时序导通或关闭，以有效改善输出效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种顺向式电源转换器，特别指一种使主变压器感应绕组与回收绕组为不同圈数比，以降低主转换场效晶体管的Vds电压值的电源转换器，使特定电压规格的场效晶体管可以被安全的使用在转换器中，不致有不符合应力分析要求的疑虑；另其主变压器的二次侧采用场效晶体管作为整流组件，其有具有较低的导通压降，在配合一驱动电路控制其导通时序后可提升输出效率。
技术介绍
如图9所示，公开了一种传统的顺向式电源转换器，使一主变压器70的一次侧的感应绕组71与一主转换场效晶体管74连接，其控制输入电压是否送入感应绕组71，主变压器70的一次侧进一步具有一回收绕组73，该回收绕组73并连接有一由二极管D1、D2及箝位电容C1组成的箝位电路75。再者，主变压器70的二次侧绕组72连接一整流输出电路76，其中整流输出电路76以整流二极管作为整流组件。前述顺向式电源转换器是利用主变压器70的回收绕组73进行电压箝位与能量回收的工作，为此主转换场效晶体管74的Vds工作电压值为输入电压的两倍。如此一来，主转换场效晶体管74的规格必受限制，当输入的电压为385伏特时，主转换场效晶体管74的耐电压必须为770伏特，一般如采用800伏特规格的功率级场效晶体管，表面上可以符合其耐电压的需求，但在应力分析上，一般功率级场效晶体管只具有80％～85％的应力水准，换言之800伏特的功率级场效晶体管只有640～680伏特，此一状况必须予以改善，否则就应力分析的要求而言，800伏特的功率级场效晶体管运用在输入电压为385伏特的电源转换器中是存在不合理的疑虑。再者，前述主变压器70的二次侧的整流输出电路76是由输出电感L、输出电容C2、输出二极管D4及整流二极管D3等组成，当主转换场效晶体管74工作时经由主变压器70进行能量传输，在主变压器70的二次侧取得输出波形经由输出电感L、输出电容C2、输出二极管D4等构成的整流滤波输出回路，而能在输出电容C2产生输出电压是为导通周期。当主转换场效晶体管74不工作时，主变压器70的二次侧经由输出电感L、输出电容C2、整流二极管D3构成一维持输出回路而为维持周期，由于是顺向式电源转换器，因此其工作周期约为30％导通周期，70％维持周期，而为了改善转换效率，即有针对维持周期进行改善的必要。
技术实现思路
因此，本专利技术主要目的在于提供一种可在符合应力分析要求下安全的接近电压规格场效晶体管的顺向式电源转换器。为达成前述目的采取的主要技术手段是使前述该顺向式电源转换器包括有一主变压器，其一次侧具有一感应绕组及一回收绕组，另具有一二次侧绕组；一主转换场效晶体管，与主变压器的感应绕组连接，并受一信号产生电路控制；一箝位电路，与主变压器的回收绕组连接，以进行电压箝位与能量回收工作； 一整流输出电路，与主变压器的二次侧绕组连接；其中前述主变压器的感应绕组与回收绕组具有不同的圈数比，进一步而言是使回收绕组的圈数低于感应绕组；因回收绕组的圈数较少时，则感应电压即较低，箝位电路中的箝位电容电压将会大于该感应电压而开始进行放电，而在箝位电容放电时因放电电流方向与主变压器感应绕组相同，故产生能量回收的功能。又因为箝位电容的电压较低，故主转换场效晶体管的Vds不再为两倍的输入电压，以800伏特电压规格的场效晶体管为例，即可安全地在输入电压为385伏特的顺向式电源转换器中作为主转换场效晶体管。当主变压器的感应绕组圈数减少时，亦可得到波形趋于平整及有效维持周期时间延长的效果。本专利技术的次一目的在于提供一种可增进整流输出转换效率的顺向式电源转换器。为达成前述目的采取的主要技术手段是使前述顺向式电源转换器中的整流输出电路采用场效晶体管作为整流组件，利用场效晶体管具有较低顺向导通压降的特性，产生较低的功率损耗而增进输出效率，其进一步配合一驱动电路，以便使整流用的场效晶体管在期望的时序中导通关闭，以有效整流输出效率。附图说明图1是本专利技术第一较佳实施例的线路图；图2是顺向式电源转换器是否降低回收绕组圈数的工作波形比较图；图3是本专利技术第二较佳实施例的线路图；图4是本专利技术第三较佳实施例的线路图；图5是本专利技术第四较佳实施例的线路图；图6是本专利技术是否在整流输出电路中加入磁性素子的一工作波形比较图；图7是本专利技术是否在整流输出电路中加入磁性素子的又一工作波形比较图；图8是本专利技术是否在整流输出电路中加入磁性素子的再一工作波形比较图；图9是传统顺向式电源转换器的线路图。10主变压器11感应绕组12二次侧绕组 13回收绕组14主转换场效晶体管101辅助绕组15信号产生电路16信号变压器20箝位电路30整流输出电路31磁性素子32、33场效晶体管40、40A～40B驱动电路70主变压器71感应绕组72二次侧绕组 73回收绕组74主转换场效晶体管75箝位电路76整流输出电路具体实施方式如图1所示，公开了本专利技术一较佳实施例的线路图，包括有一主变压器10，其一次侧具有一感应绕组11及一回收绕组13，另具有一二次侧绕组12；其中，感应绕组11与回收绕组13具有不同的圈数比，具体而言是回收绕组13圈数低于感应绕组11；一主转换场效晶体管14，与主变压器10的感应绕组11连接，并受一信号产生电路15的控制；一箝位电路20，与主变压器10的回收绕组13连接，以进行电压箝位与能量回收工作，由两二极管D1、D2串接于回收绕组13一端与输入电源间，两二极管D1、D2的连接节点连接一箝位电容C1，该箝位电容C1另一端连接至感应绕组11；一整流输出电路30，与主变压器10的二次侧绕组12连接，其由一输出电感L、一输出电容C2、一输出二极管D3及一磁性素子31、一场效晶体管32组成；其中，场效晶体管32作为整流组件；磁性素子31亦称可饱和电抗或磁性放大器；一驱动电路40，连接于二次侧绕组12与整流输出电路30之间，以控制整流输出电路30中整流组件的导通时序；一信号变压器16，连接于信号产生电路15与驱动电路40之间。由上述说明可了解本专利技术一较佳实施例的基本电路构造，如前公开所述，本专利技术的特色之一在于如何降低主转换场效晶体管的Vds，既然要降低主转换场效晶体管的Vds工作电压，即先从产生电压的源头来思考，以谋求解决之道。首先当主转换场效晶体管14开始工作时，其Vds为0伏特，输入电压经主变压器10一次侧将电能转换为磁能，该磁能再经由主变压器10二次侧转换为电能，透过整流二极管D3、输出电感L、输出电容C2构成的滤波整流回路作滤波后产生适当的输出电压值。当达到输出需求时，主转换场效晶体管14将会关闭以结束能量的转换工作，在同一时间主变压器10的回收绕组13进行能量回收及电压箝位的工作，由回收绕组13、箝位二极管D1、D2、输入电压以构成回路。由于主变压器10一次侧感应的特性使得主转换场效晶体管14的Vds电压为两倍的输入电压，此一感应电压将经由箝位电容C1、箝位二极管D1记录在箝位电容C1上，而为一完整的工作周期。当下一周期再循环时，主转换场效晶体管14漏源极将再次短路，此时除了需转换到输出的能量外，尚会由箝位电容C1、回收绕组13、箝位二极管D2构成放电回路，此时如果主变压器10的感应绕组11与回收绕组13的圈数不同时，则感应电压就会不同，因主变压器10的回收绕组13圈数较少时，则感应电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顺向式电源转换器，其特征在于：包括有：一主变压器，其一次侧具有一感应绕组及一回收绕组，另具有一二次侧绕组；一主转换场效晶体管，与主变压器的感应绕组连接，并受一信号产生电路控制；一箝位电路，与主变压器的回收绕组连接 ，以进行电压箝位与能量回收工作；一整流输出电路，与主变压器的二次侧绕组连接；一驱动电路，连接于二次侧绕组与整流输出电路之间，以控制整流输出电路中整流组件的导通时序；一信号变压器，连接于信号产生电路与驱动电路之间；其中 ：该主变压器的感应绕组与回收绕组具有不同的圈数比，而使回收绕组的圈数低于感应绕组。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林水传，陈添俊，
申请(专利权)人：海韵电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]