一种源极驱动的反激变换器制造技术

本实用新型专利技术涉及开关电源领域，公开了一种源极驱动的反激变换器，用于宽电压输入的开关电源，其在现有源极驱动电路的基础上增加辅助供电电路，辅助供电电路包括：辅助绕组、开关单元和储能电容；储能电容能通过辅助绕组和开关单元给变压器原边绕组反向激磁，使得原边绕组产生负向电流，通过驱动辅助绕组中的开关单元在原边开关管导通之前先行导通一段时间，利用原边绕组的反向励磁能量为原边开关管实现ZVS提供条件，从而原边电路的电流会过零翻转，以便实现原边开关管的零电压开通。本实用新型专利技术可以实现开关管的ZVS，提升开关电源的效率。提升开关电源的效率。提升开关电源的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种源极驱动的反激变换器


[0001]本技术涉及开关电源设计领域，特别涉及一种源极驱动的反激变换器。

技术介绍

[0002]近年来，随着光伏储能行业和高压输电等行业的快速发展，其配电系统的输入电压高达几千伏，现有的传统变换器很难有合适的高压管来满足设计需求，因此市面上出现一些将多个MOS管串联起来拓宽输入电压的拓扑，但是这些拓扑需要确保多个MOS管开通的一致性，因此需要加入驱动变压器来进行同步驱动，而驱动变压器的加入，无疑会增加系统的成本和体积，不利于系统小体积、高功率密度的发展方向。而源极驱动的主要原理是将MOS管的栅极电压固定在一定的数值，通过改变其源极电压从而控制MOS管的开关状态，在拓宽输入电压的同时，无需使用驱动变压器，因此可以大大减小电源系统的体积。
[0003]现有的源极驱动电路参考图1，主要包括开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、钳位电容C1、稳压管Z1、稳压管Z2、变压器T1及输出电路，由于功率开关管导通时的漏源极电压不为零，因此开关管Q1和开关管Q2两端流过的电压和流过的电流有明显的交叠区，在此交叠区产生的开关损耗会造成系统效率低和开关管发热的问题，且随着开关频率的增加，开关管的温升会进一步加剧，因此限制了开关电源的高频化发展，同时难以缩小系统的体积和功率密度提升，若能让源极驱动电路在开关管导通之前漏源极两端电压降为零，消除在开通过程中电压与电流的交叠区，实现开关管的ZVS开通，则可以大大提升源极驱动变换器的系统性能。
[0004]现有的软开关实现方法通常是利用电感和电容产生谐振，来获取负向电流，从而实现开关管的ZVS，但是该控制方式通常采用变频控制，实现起来比较复杂，且较易受到电路中的寄生参数(电感、电容等)的影响。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术要解决的技术问题是提供一种源极驱动的反激变换器，主要应用于宽压输入下的开关电源，有效降低开关管的开关损耗，提升开关电源的效率。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种源极驱动的反激变换器，应用于宽电压输入的开关电源，包括电阻R1、电容C1、电容C2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、稳压管Z1、稳压管Z2和变压器T1；
[0008]电阻R1的第一端连接输入端的正极和变压器T1的原边绕组P1的同名端，电阻R1的第二端连接稳压管Z1的阴极、电容C1的第一端、稳压管Z2的阴极和开关管Q1的栅极，稳压管Z1的阳极连接电容C1的第二端和原边输入地，变压器的原边绕组P1的异名端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极和稳压管Z2的阳极，开关管Q2的漏极连接原边输入地；变压器T1的副边绕组S1的异名端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2的第一端和输出端的正极，变压器副边绕组S1的同名端连接电容C2的第二端和输出端的负极；
[0009]还包括：变压器T1的辅助绕组S2、开关单元和电容C3，变压器T1的辅助绕组S2的异名端连接电容C3的第一端，变压器T1的辅助绕组S2的同名端连接开关单元的第一端，开关单元的第二端连接电容C3的第二端和副边输出地。
[0010]优选地，所述开关单元包括开关W1和二极管D2，开关W1的一端连接二极管D2的阴极同时作为开关单元的第一端，开关W2的另一端连接二极管D2的阳极同时作为开关单元的第二端。
[0011]优选地，所述开关单元为MOS管Q3，MOS管Q3的漏极作为开关单元的第一端，MOS管Q3的源极作为开关单元的第二端。
[0012]一种源极驱动的反激变换器，应用于宽电压输入的开关电源，包括电阻R1、电容C1、电容C2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、稳压管Z1、稳压管Z2和变压器T1；
[0013]电阻R1的第一端连接输入端的正极和变压器T1的原边绕组P1的同名端，电阻R1的第二端连接稳压管Z1的阴极、电容C1的第一端、稳压管Z2的阴极和开关管Q1的栅极，稳压管Z1的阳极连接电容C1的第二端和原边输入地，变压器的原边绕组P1的异名端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极和稳压管Z2的阳极，开关管Q2的漏极连接原边输入地；变压器T1的副边绕组S1的异名端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2的第一端和输出端的正极，变压器副边绕组S1的同名端连接电容C2的第二端和输出端的负极；
[0014]还包括：变压器T1的辅助绕组S2、开关W1、二极管D2和电容C3，变压器T1的辅助绕组S2的异名端连接电容C3的第一端，变压器T1的辅助绕组S2的同名端连接开关W1的一端和二极管D2的阴极，开关W1的另一端连接二极管D2的阳极、电容C3的第二端和副边输出地。
[0015]一种源极驱动的反激变换器，应用于宽电压输入的开关电源，包括电阻R1、电容C1、电容C2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、稳压管Z1、稳压管Z2和变压器T1；
[0016]电阻R1的第一端连接输入端的正极和变压器T1的原边绕组P1的同名端，电阻R1的第二端连接稳压管Z1的阴极、电容C1的第一端、稳压管Z2的阴极和开关管Q1的栅极，稳压管Z1的阳极连接电容C1的第二端和原边输入地，变压器的原边绕组P1的异名端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极和稳压管Z2的阳极，开关管Q2的漏极连接原边输入地；变压器T1的副边绕组S1的异名端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2的第一端和输出端的正极，变压器副边绕组S1的同名端连接电容C2的第二端和输出端的负极；
[0017]还包括：变压器T1的辅助绕组S2、MOS管Q3和电容C3，变压器T1的辅助绕组S2的异名端连接电容C3的第一端，变压器T1的辅助绕组S2的同名端连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q3的源极连接电容C3的第二端和副边输出地。
[0018]本技术的工作原理后面会结合具体实施例进行详细说明，此处不赘述，与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0019]1、本技术通过增加辅助绕组、开关单元和储能电容，储能电容能通过辅助绕组和开关单元给变压器原边绕组反向激磁，使得原边绕组产生负向电流，通过驱动辅助绕组中的开关单元在原边开关管导通之前先行导通一段时间，利用原边绕组的反向励磁能量为原边开关管实现ZVS提供条件，以实现原边开关管的ZVS，减小开关管损耗和降低开关管温升，解决高压输入开关电源产品中对开关管耐压选型苛刻、开关管开通损耗大、系统效率
低，无法高频化的问题，提升开关电源系统的性能。
[0020]2、本技术的辅助绕组还可用于输入供电电源，当采用供电电源VCC供电时，供电电源VCC的绕组和辅助绕组复用，无需增加变压器绕组即可实现原边开关管的软开关。
[0021]3、本技术辅助绕组上的器件均为低压器件，器件选型简单。
附图说明
[0022]图1为现有的源极驱动电路的原理图；
[0023]图2为本技术源极驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源极驱动的反激变换器，包括电阻R1、电容C1、电容C2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、稳压管Z1、稳压管Z2和变压器T1；电阻R1的第一端连接输入端的正极和变压器T1的原边绕组P1的同名端，电阻R1的第二端连接稳压管Z1的阴极、电容C1的第一端、稳压管Z2的阴极和开关管Q1的栅极，稳压管Z1的阳极连接电容C1的第二端和原边输入地，变压器的原边绕组P1的异名端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极和稳压管Z2的阳极，开关管Q2的漏极连接原边输入地；变压器T1的副边绕组S1的异名端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2的第一端和输出端的正极，变压器副边绕组S1的同名端连接电容C2的第二端和输出端的负极；其特征在于,还包括：变压器T1的辅助绕组S2、开关单元和电容C3，变压器T1的辅助绕组S2的异名端连接电容C3的第一端，变压器T1的辅助绕组S2的同名端连接开关单元的第一端，开关单元的第二端连接电容C3的第二端和副边输出地。2.根据权利要求1所述的源极驱动的反激变换器，其特征在于：所述开关单元包括开关W1和二极管D2，开关W1的一端连接二极管D2的阴极同时作为开关单元的第一端，开关W2的另一端连接二极管D2的阳极同时作为开关单元的第二端。3.根据权利要求1所述的源极驱动的反激变换器，其特征在于：所述开关单元为MOS管Q3，MOS管Q3的漏极作为开关单元的第一端，MOS管Q3的源极作为开关单元的第二端。4.一种源极驱动的反激变换器，包括电阻R1、电容C1、电容C2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、稳压管Z1、稳压管Z2和变压器T1；电阻R1的第一端连接输入端的正极和变压器T1的原边绕组P1的同名端，电阻R1的第二端连接稳压管Z1的阴极、电容C1的第一端、稳压管Z2的阴极和开关管Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：申志鹏，王志文，翁斌，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：