一种开关电源电路及开关电源制造技术

本发明专利技术公开一种开关电源电路及开关电源，电路包括依次串联连接的buck变换器、推挽斩波变换器、倍压整流模块和线性源模块；倍压整流模块包括串联连接的第一倍压整流单元和第二倍压整流单元；第一倍压整流单元包括第一飞跨电容、第二飞跨电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一储能电容和第二储能电容；第二倍压整流单元包括第三飞跨电容、第四飞跨电容、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三储能电容和第四储能电容；第一储能电容和第二储能电容不同时放电和充电；第三储能电容和第四储能电容不同时放电和充电。本发明专利技术能够增大开关电源的输出电压范围，实现输出电压纹波的抵消，大大降低输出电压纹波。出电压纹波。出电压纹波。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源电路及开关电源


[0001]本专利技术涉及开关电源
，尤其是涉及一种开关电源电路及开关电源。

技术介绍

[0002]现有的开关电源所能够实现的输出电压范围小，尤其在开关电源的占空比达到极大或极小时，容易导致开关电源工作不稳定。此外，现有的开关电源通常采用Cockcroft
–
Walton倍压整流电路，该倍压整流电路虽然能够降低电容的电压应力，但其电容串联结构会导致输出电压纹波成倍增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种开关电源电路及开关电源，通过引入buck变换器，能够增大开关电源所能够实现的输出电压范围，实现开关电源的输出电压在较大范围内的灵活调节，通过倍压整流模块中第一储能电容和第二储能电容不同时充电和放电，第三储能电容和第四储能电容不同时充电和放电，实现输出电压纹波的抵消，大大降低了输出电压纹波，从而显著提高了开关电源的工作可靠性。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面提供一种开关电源电路，包括buck变换器、推挽斩波变换器、倍压整流模块和线性源模块；
[0005]所述buck变换器的输入端用于连接供电电源，所述buck变换器的输出端与所述推挽斩波变换器的输入端连接，所述推挽斩波变换器的输出端通过变压器与所述倍压整流模块的输入端连接，所述倍压整流模块的输出端与所述线性源模块的输入端连接，所述线性源模块的输出端用于连接受电设备；
[0006]所述倍压整流模块包括串联连接的第一倍压整流单元和第二倍压整流单元；所述第一倍压整流单元包括第一飞跨电容、第二飞跨电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一储能电容和第二储能电容；所述第二倍压整流单元包括第三飞跨电容、第四飞跨电容、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三储能电容和第四储能电容；当所述第一储能电容处于充电状态/放电状态时，所述第二储能电容处于放电状态/充电状态；当所述第三储能电容处于充电状态/放电状态时，所述第四储能电容处于放电状态/充电状态。
[0007]作为优选方案，所述buck变换器包括输入滤波电容、第一开关管、第九二极管、第一电感和第五储能电容；
[0008]所述输入滤波电容的一端用于连接所述供电电源，所述第一开关管的漏极与所述输入滤波电容的一端连接，所述第一开关管的源极与所述第九二极管的负极端连接，所述第九二极管的正极端与所述输入滤波电容的另一端连接，所述第一电感的一端与所述第九二极管的负极端连接，所述第一电感的另一端与所述第五储能电容的一端连接，所述第五储能电容的一端与所述推挽斩波变换器的输入端连接，所述第五储能电容的另一端与与所述第九二极管的负极端连接。
[0009]作为优选方案，所述推挽斩波变换器包括第二电感、第二开关管和第三开关管；所述变压器具有第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；
[0010]所述第二电感的一端与所述buck变换器的输出端连接，所述第二电感的另一端分别与所述第一原边绕组的一端、所述第二原边绕组的一端连接，所述第二原边绕组的另一端与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极接地，所述第一原边绕组的另一端与所述第三开关管的漏极连接，所述第三开关管的源极与所述第二开关管的源极连接；
[0011]所述第一倍压整流单元和所述第二倍压整流单元分别连接于所述第一副边绕组和所述第二副边绕组。
[0012]作为优选方案，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管依次串联连接；所述第一飞跨电容的一端与所述第二飞跨电容的一端连接，所述第一飞跨电容的另一端连接于所述第一二极管和所述第二二极管之间，所述第二飞跨电容的另一端连接于所述第三二极管和所述第四二极管之间；所述第一副边绕组的一端连接于所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容之间，所述第一副边绕组的另一端连接于所述第二二极管和所述第三二极管之间；所述第一储能电容的一端与所述第一二极管的负极端连接，并与所述线性源模块的输入端连接，所述第二储能电容的一端与所述第四二极管的正极端连接，所述第一储能电容的另一端和所述第二储能电容的另一端均连接于所述第二二极管和所述第三二极管之间；
[0013]所述第五二极管、所述第六二极管、所述第七二极管和所述第八二极管依次串联连接；所述第三飞跨电容的一端与所述第四飞跨电容的一端连接，所述第三飞跨电容的另一端连接于所述第五二极管和所述第六二极管之间，所述第四飞跨电容的另一端连接于所述第七二极管和所述第八二极管之间；所述第二副边绕组的一端连接于所述第三飞跨电容和所述第四飞跨电容之间，所述第二副边绕组的另一端连接于所述第六二极管和所述第七二极管之间；所述第三储能电容的一端分别与所述第五二极管的负极端、所述第二储能电容的一端连接，所述第四储能电容的一端与所述第八二极管的正极端连接并接地，所述第三储能电容的另一端和所述第四储能电容的另一端均连接于所述第六二极管和所述第七二极管之间。
[0014]作为优选方案，所述线性源模块包括第四开关管和输出电容；
[0015]所述输出电容的一端与所述第一储能电容的一端连接，且所述输出电容的一端用于连接所述受电设备，所述第四开关管的漏极与所述输出电容的另一端连接，所述第四开关管的源极与所述第四储能电容的一端连接。
[0016]作为优选方案，所述buck变换器的工作模式为闭环模式。
[0017]作为优选方案，所述推挽斩波变换器的工作模式为开环模式。
[0018]作为优选方案，所述第一开关管为具有寄生二极管的NMOS管。
[0019]作为优选方案，所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管均为具有寄生二极管的NMOS管。
[0020]本专利技术实施例第二方面提供一种开关电源，所述开关电源包括如第一方面任一项所述的开关电源电路。
[0021]相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于，通过引入buck变换器，能够增大开关电源所能够实现的输出电压范围，实现开关电源的输出电压在较大范围内的灵活调
节，通过倍压整流模块中第一储能电容和第二储能电容不同时充电和放电，第三储能电容和第四储能电容不同时充电和放电，实现输出电压纹波的抵消，大大降低了输出电压纹波，从而显著提高了开关电源的工作可靠性。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例中的开关电源电路的整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例中第三开关管导通而第二开关管截止时的倍压整流模块工作原理示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例中第二开关管导通而第三开关管截止时的倍压整流模块工作原理示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括buck变换器、推挽斩波变换器、倍压整流模块和线性源模块；所述buck变换器的输入端用于连接供电电源，所述buck变换器的输出端与所述推挽斩波变换器的输入端连接，所述推挽斩波变换器的输出端通过变压器与所述倍压整流模块的输入端连接，所述倍压整流模块的输出端与所述线性源模块的输入端连接，所述线性源模块的输出端用于连接受电设备；所述倍压整流模块包括串联连接的第一倍压整流单元和第二倍压整流单元；所述第一倍压整流单元包括第一飞跨电容、第二飞跨电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一储能电容和第二储能电容；所述第二倍压整流单元包括第三飞跨电容、第四飞跨电容、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三储能电容和第四储能电容；当所述第一储能电容处于充电状态/放电状态时，所述第二储能电容处于放电状态/充电状态；当所述第三储能电容处于充电状态/放电状态时，所述第四储能电容处于放电状态/充电状态。2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述buck变换器包括输入滤波电容、第一开关管、第九二极管、第一电感和第五储能电容；所述输入滤波电容的一端用于连接所述供电电源，所述第一开关管的漏极与所述输入滤波电容的一端连接，所述第一开关管的源极与所述第九二极管的负极端连接，所述第九二极管的正极端与所述输入滤波电容的另一端连接，所述第一电感的一端与所述第九二极管的负极端连接，所述第一电感的另一端与所述第五储能电容的一端连接，所述第五储能电容的一端与所述推挽斩波变换器的输入端连接，所述第五储能电容的另一端与与所述第九二极管的负极端连接。3.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述推挽斩波变换器包括第二电感、第二开关管和第三开关管；所述变压器具有第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；所述第二电感的一端与所述buck变换器的输出端连接，所述第二电感的另一端分别与所述第一原边绕组的一端、所述第二原边绕组的一端连接，所述第二原边绕组的另一端与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极接地，所述第一原边绕组的另一端与所述第三开关管的漏极连接，所述第三开关管的源极与所述第二开关管的源极连接；所述第一倍压整流单元和所述第二倍压整流单元分别连接于所述第一副边绕组和所述第二副边绕组。4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一二极管、所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东来，郝杨阳，吕林霖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：