一种变型自桥式DC-DC电源线路制造技术

一种变形自桥式DC

【技术实现步骤摘要】
一种变型自桥式DC
‑
DC电源线路
[0001]

[0002]本技术涉及电源电路
，尤其涉及一种能在输入电压下工作的变型自桥式DC
‑
DC电源架构。
[0003]
技术介绍

[0004]当前，在电源技术的发展趋势上，功率密度要求不断提高。要提高功率密度，主要靠使用小型化的零件，而零件里面包括储能的零件和做电压转换的零件。对于电压转换的零件的物理限制主要来自零件本身的最高工作温度，最高温度是自发热和内部温度的合并结果。
[0005]要降低内部温度，就要通过提高效率，降低功耗来达成。而如何实现减小储能零件的策略，一方面是通过寻找小型化的电容进行替代，另一方面是最大程度地有效利用储存在电容内的能量。
[0006]现有专利US7944713 中已经披露了一个高效率的DC
‑
DC线路，对于解决小型化的发热问题方面有帮助。但是，该专利所公开的技术中，该线路在低输入电压下，输出功率会降低很多，使得在输入端的储能零件不能好好利用，在低于一定电压的情况下，输出电压也会下降，于是在这个方案中就需要要用大一点的储能电容去达到维持输出电压的保持时间，最终妨碍了电源电路元器件小型化的改进。
[0007]已经公开的技术方案中该线路中接到电感辅助绕组的第二个整流管作为溜走反激式电流的通道，帮助了原来线路高效的降压模式运作，但却限制了它在输出高功率情况下的最低输入工作电压。有了这个二极管的导通，当输入电压非常低的时候，电流会从电感的辅助绕组流走，而不会经过电感的主绕组再经过第二电感的主绕组，这样使得整个转换器只变成一个普通的反激式转换器，输出功率会低了很多。结果是储能大电容仍然有能量，但在输入低电压时输出不了足够功率，于是维持不了输出电压。最后为了维持足够大输出功率的保持时间，输入大电容的容量就得增大一点，这就仍然达不到电源电路小型化的目标了。
[0008]
技术实现思路

[0009]本技术基于以上的技术背景下，而且根据最为接近的技术方案电源线路中第二个二极管无论是采用了什么接法，都会产生钳位作用，因此把它关掉是最直观的方法，基于能够同时工作在升压和降压模式，保留让它能在降压模式下导通是必须的。结果是把第二个二极管换成一个开关，然后再改变一下驱动的方式，使得它在整个线路工作在升压模式下关闭，这样就能同时兼顾原来的高效运作并且能在更低的输入电压工作，从而让储能电容的使用率得到提高。
[0010]本技术主要解决电源小型化过程中所产生的转换效率与储能元件储能使用率问题。在正常输入工作电压下，保持高转换效率而同时在低输入工作电压下，仍能维持指定输出电压，以至于在有输出保持时间的要求情况下，储能元件能有效利用，使得比较小的储能零件已经可以满足需求，最终实现了电源小型化这个目标。
[0011]本技术所涉及的一种变型自桥式DC
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DC电源线路，该电源电路连接到一个输
入端Input Side、一个输出端Output Side，该电源电路包括至少一个第一电感L1、一个第二电感L2、第一电感L1包括一个或者多个主绕组及相匹配的辅助绕组；该第二电感L2包括一个或者多个匹配的绕组、一个第一开关线路，一个第二开关线路，一个第三开关线路和一个第四开关线路，在输入端InputSide设有第一串联电路，第一串联电路是第一电感L1的一个主绕组串联该第二电感L2的一个绕组，并且串联第一开关线路，或者再串联一个电容，直至连接到输入端Input Side，另外在输入端Input Side设有第二串联电路，第二串联电路是第一电感L1的一个主绕组串联第二电感L2的一个绕组，并且串联第二开关线路，然后接到输入端InputSide；磁耦合部分电路包括：第三开关线路，串联该第一电感L1的辅助绕组，连接到输入端Input Side或者输出端Output Side；第四开关线路，与第二电感L2的绕组串联起来，再连接到输出端OutputSide，且当第一开关线路或第二开关线路导通时，第三开关线路不导通。
[0012]在第一开关线路上，连接有电容，而第二串联电路则不连接到输入端Input Side时，连接所述电容。
[0013]在第一串联电路上，多串联一个电容，并且在第二串联电路上，也多串联一个电容。在第一串联电路或第二串联电路中，可选择同时串联一个电容。
[0014]该第一开关线路、第二开关线路和第三开关线路和第四开关路线均包括一个或多个开关管或者二极管串联。
[0015]该第一开关线路包括开关管S1和开关管S4。
[0016]该第二开关线路包括开关管S2和开关管S3。
[0017]该第四开关线路包括开关管S5和开关管S6。
[0018]连接到输出端Output Side的第二电感L2的一个绕组，可以同时串联两个开关线路，形成全桥式整流连接到输出端Output Side。
[0019]连接到输出端Output Side的第二电感L2的绕组包括一个或者一个以上绕组，当包含两个绕组是，分别是第一绕组和第二绕组，该第一绕组串联开关管S5，该第二绕组串联开关管S6。
[0020]如上述电源电路，有两个工作模式，升压模式和降压模式，当输入电压低至一个阈值之间，通过控制上述的开关管控制波形使得它工作在升压模式；当输入电压超过了阈值时，通过上述的开关管控制波形使得它工作在降压模式；
[0021]其中升压模式的工作过程为：开关管S1/S2/S3/S4导通，第一电感L1一端接近0V，控制开关管的波形，此时第一电感L1电流上升，进行储能；
[0022]开关管S1和S4继续导通，开关管S2和S3不导通，控制开关管的波形图，使得电流经过跳线或电容，流向第二电感L2，释放能量，通过耦合到第二电感的绕组经过开关管S6导通流入输出端，控制开关管S6的波形，同时，为了避免第一电感L1的电流从第一电感L1的辅助绕组流走，此时开关管S7关闭，控制开关管波形图。
[0023]然后重新控制开关管S1/S2/S3/S4导通，使得第一电感L1再次储能，控制开关管波形，之后再次控制开关管：开关管S1和S4不导通，开关管S2和S3继续导通，使得电流往第二电感L2流去，控制开关管波形。这次耦合到第二电感L2第一绕组，经过开关管S5导通把能量传到输出端Output Side，控制开关管S5的波形。
[0024]如此循环，适当控制波形时间，就可在一定负载情况下，达到控制输出电压的目
的。
[0025]其中降压模式的工作过程：
[0026]首先，开关管S1和S4导通使得电流通过与输入串联的第一电感L1的一个主绕组和第二电感 L2的一个绕组及电容或者短路，控制开关管S1/S2/S3/S4的波形，电流经过第二电感L2被耦合到第二电感L2的第二绕组，再经过开关管S6导通到输出端Output Side, 控制开关管S6的开波形，第一电感L1同时储能。
[0027]然后，关掉初级开关管S1和S4，并同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变型自桥式DC
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DC电源线路，该电源线路连接到一个输入端(InputSide)、一个输出端(Output Side)，其特征在于，该电源线路包括至少一个第一电感L1、一个第二电感L2、第一电感L1包括一个或者多个主绕组及相匹配的辅助绕组；该第二电感L2包括一个或者多个匹配的绕组、一个第一开关线路，一个第二开关线路，一个第三开关线路和一个第四开关线路，在输入端(Input Side)设有第一串联电路，第一串联电路是第一电感L1的一个主绕组串联该第二电感L2的一个绕组，并且串联第一开关线路，或者再串联一个电容，直至连接到输入端(Input Side)，另外在输入端(Input Side)设有第二串联电路，第二串联电路是第一电感L1的一个主绕组串联第二电感L2的一个绕组，并且串联第二开关线路，然后接到输入端(Input Side)；磁耦合部分电路包括：第三开关线路，串联该第一电感L1的辅助绕组，连接到输入端(Input Side)或者输出端(Output Side)；第四开关线路，与第二电感L2的绕组串联起来，再连接到输出端(OutputSide)，且当第一开关线路或第二开关线路导通时，第三开关线路不导通。2.根据权利要求1所述变型自桥式DC
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DC电源线路，其特征在于，在第一开关线路上，连接有电容，而第二串联电路则不连接到输入端(Input Side)时，连接所述电容。3.根据权利要求2所述变型自桥式DC
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DC电源线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志雄，
申请(专利权)人：高怡达科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：