一种高效率隔离电路制造技术

本发明专利技术涉及电源技术领域，尤其是指一种高效率隔离电路，包括输入模块、变压器T1、输出模块、PWM脉宽调制控制模块、反馈模块、有源钳位模块和自驱动同步整流模块，变压器T1的磁芯双向对称磁化设置。本发明专利技术提供的一种高效率隔离电路，增加有源钳位模块使变换器的占空比可大于0.5，变压器的原副边匝比变大，可以有效减少原边导通损耗，在变压器磁复位的过程中，寄生元件中存储的能量可以回馈到电网，有利于效率的提高；变压器原边上的电压规律变化方波，能够为副边的自驱动同步整流模块提供有效、简单的自驱动电压信号，因而大大降低了同步整流电路的复杂程度。路的复杂程度。路的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率隔离电路


[0001]本专利技术涉及电源
，尤其是指一种高效率隔离电路。

技术介绍

[0002]在常用的电源电路中，所应用到的钳位技术，如ＲＣＤ钳位技术和LCD钳位技术。其中ＲＣＤ钳位技术在磁复位过程中磁化能量大部分都消耗在钳位网络中，主要应用于价廉、效率要求不太高的功率变换场合，磁芯非双向对称磁化，磁芯利用率较低；ＬＣＤ钳位技术，在磁复位过程中，钳位网络的谐振电流峰值较大，增加了主开关管的电流应力和通态损耗，因而效率低，并且磁芯不是双向对称磁化，磁芯利用率低。
[0003]又如三绕组复位技术，为非双向对称磁化的变压技术，附加的磁复位绕组使变压器的结构和设计复杂化，并且当变压器工作在宽输入电压范围时，变压器的原边主开关管承受的电压应力很大，必须采用高压功率MOSFET，而高压功率MOSFET的导通电阻较大，从而导致导通损耗较大。
[0004]另外，电源电路中传统的反激技术，电路整体效率低，变压器的占空比一般在０.５以下，并且变压器整体体积大，效率低，磁芯利用率很低，难以达到工规环境要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的问题提供一种高效率隔离电路，通过增加有源钳位模块，可以有效增加变压器T1的占空比，使得变压器的原副边匝比变大，从而可以有效的减少原边导通损耗，在变压器磁复位的过程中，寄生元件中存储的能量可以回馈到电网，有利于效率的提高。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高效率隔离电路，包括输入模块、变压器T1、输出模块、PWM脉宽调制控制模块以及反馈模块，还包括有源钳位模块以及自驱动同步整流模块，所述PWM脉宽调制控制模块包括PWM控制器U2、驱动器U1、主开关管Q5以及谐振单元，变压器T1的磁芯双向对称磁化设置；所述输入模块对外部电源进行滤波并输入到变压器T1，所述变压器T1将接收的信号进行变压，所述自驱动同步整流模块将变压器T1的输出信号进行同步整流并输出到输出模块，所述输出模块将接收的信号输出到外部负载；所述PWM控制器U2的一输出端通过驱动器U1与主开关管Q5的控制端连接，主开关管Q5的一开关端接地，主开关管Q5的另一开关端与变压器T1连接，所述PWM控制器U2的另一输出端与有源钳位模块的控制端连接，所述有源钳位模块的开关端与变压器T1连接，所述变压器T1的第一感应输出端通过谐振单元与PWM控制器U2的供电端连接。
[0007]优选的，所述PWM控制器U2的型号为UCC2897ARGPR。
[0008]优选的，所述有源钳位模块包括开关管Q3、电阻R4、电容C14以及二极管D4，开关管Q3的控制端通过电容C14与PWM控制器U2的输出端连接，开关管Q3的一开关端接地，开关管Q3的另一开关端通过钳位电容C5、主开关管Q5的另一开关端与变压器T1连接，电阻R4的两
端分别与地端和开关管Q3的控制端连接，二极管D4与电阻R4并联。
[0009]优选的，所述自驱动同步整流模块包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q4、开关管Q6以及线性稳压单元；开关管Q1的控制端与线性稳压单元连接，开关管Q1的一开关端连接变压器T1的第二感应输出端，开关管Q1的另一开关端与开关管Q2的控制端连接，开关管Q2的一开关端接地，开关管Q2的另一开关端与变压器T1的第三感应输出端连接；开关管Q6的控制端与变压器T1的第三感应输出端连接，开关管Q6的一开关端接地，开关管Q6的另一开关端与开关管Q4的控制端连接，开关管Q4的一开关端接地，开关管Q4的另一开关端与变压器T1的第二感应输出端连接。
[0010]优选的，所述开关管Q2和开关管Q4均为MOS管。
[0011]优选的，所述线性稳压单元包括电阻R1以及稳压二极管D2，电阻R1的两端分别与开关管Q1的控制端和一开关端连接，稳压二极管D2的阴极与开关管Q1的控制端连接，稳压二极管D2的阳极接地。
[0012]优选的，所述谐振单元包括电感L2、二极管D3、二极管D5以及电容C16，所述变压器T1的第一感应输出端通过二极管D3与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过电容C16接地，电感L2的另一端与PWM控制器U2的供电端、驱动器U1的供电端连接，电感L2的一端通过二极管D5接地。
[0013]优选的，所述驱动器U1的型号为UCC27511DBV。
[0014]优选的，所述高效率隔离电路包括第一地端和第二地端，第一地端通过电容C18与第二地端连接，所述输入模块、PWM脉宽调制控制模块和有源钳位模块均与第一地端连接，所述输出模块、反馈模块和自驱动同步整流模块均与第二地端连接。
[0015]本专利技术的有益效果：1、增加了有源钳位模块，使变换器的占空比可以大于０.５，使得变压器的原副边匝比变大，从而可以有效的减少原边导通损耗，在变压器磁复位的过程中，寄生元件中存储的能量可以回馈到电网，有利于效率的提高；2、变压器原边上的电压规律变化方波，能够为副边的自驱动同步整流模块提供有效、简单的自驱动电压信号，因而大大降低了同步整流电路的复杂程度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的电路原理图；图2为本专利技术的输入模块、PWM脉宽调制控制模块、有源钳位模块与变压器T1的电路原理图；图3为本专利技术的PWM脉宽调制控制模块、有源钳位模块的电路原理图；图4为本专利技术的变压器T1、自驱动同步整流模块、输出模块的电路原理图；图5为本专利技术的反馈模块的电路原理图；图6为本专利技术输入36V电压信号检测的综合转换效率图；图7为本专利技术输入48V电压信号检测的综合转换效率图；图8为本专利技术输入75V电压信号检测的综合转换效率图。
[0017]在图1至图8中的附图标记包括：
1
‑
输入模块，2
‑
输出模块，3
‑
反馈模块，5
‑
有源钳位模块，6
‑
谐振单元，7
‑
自驱动同步整流模块。
具体实施方式
[0018]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。
[0019]本实施例提供的一种高效率隔离电路，如图1至图5，包括输入模块1、变压器T1、输出模块2、PWM脉宽调制控制模块以及反馈模块3，还包括有源钳位模块5以及自驱动同步整流模块7。具体地，输入模块1和输出模块2如图2和图4所示，均为电容阵列，可对输入和输出的电压电流信号进行滤波，外部电压信号经由输入模块1后输入到变压器T1，变压器T1将接收的信号进行变压，自驱动同步整流模块7将变压器T1的输出信号进行同步整流并由输出模块2输出到外部负载。
[0020]其中，本实施例的变压器T1如图1至图3所示，包括变压器T1，左边的变压器T1为原边，包括初级绕组N1（PIN2
‑
5）、次级绕组N2（PIN1
‑
6），第一感应输出端为次级绕组N1的感应输出，右边为变压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率隔离电路，包括输入模块、变压器T1、输出模块、PWM脉宽调制控制模块以及反馈模块，其特征在于：还包括有源钳位模块以及自驱动同步整流模块，所述PWM脉宽调制控制模块包括PWM控制器U2、驱动器U1、主开关管Q5以及谐振单元，变压器T1的磁芯双向对称磁化设置；所述输入模块对外部电源进行滤波并输入到变压器T1，所述变压器T1将接收的信号进行变压，所述自驱动同步整流模块将变压器T1的输出信号进行同步整流并输出到输出模块，所述输出模块将接收的信号输出到外部负载；所述PWM控制器U2的一输出端通过驱动器U1与主开关管Q5的控制端连接，主开关管Q5的一开关端接地，主开关管Q5的另一开关端与变压器T1连接，所述PWM控制器U2的另一输出端与有源钳位模块的控制端连接，所述有源钳位模块的开关端与变压器T1连接，所述变压器T1的第一感应输出端通过谐振单元与PWM控制器U2的供电端连接。2.根据权利要求1所述一种高效率隔离电路，其特征在于：所述PWM控制器U2的型号为UCC2897ARGPR。3.根据权利要求1所述一种高效率隔离电路，其特征在于：所述有源钳位模块包括开关管Q3、电阻R4、电容C14以及二极管D4，开关管Q3的控制端通过电容C14与PWM控制器U2的输出端连接，开关管Q3的一开关端接地，开关管Q3的另一开关端通过钳位电容C5、主开关管Q5的另一开关端与变压器T1连接，电阻R4的两端分别与地端和开关管Q3的控制端连接，二极管D4与电阻R4并联。4.根据权利要求1所述一种高效率隔离电路，其特征在于：所述自驱动同步整流模块包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q4、开关管Q6以及线性稳压单元；开关管Q1的控制端与线性稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，黄意兴，
申请(专利权)人：广东优力普物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：