正激变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种正激变换器，旨在扩大正激变换器的占空比，并保证其稳定性。该正激变换器包括变压器、开关管、整流单元、第一ＲＣＤ电路及第二ＲＣＤ电路，其中开关管与变压器原边绕组串联后与输入电压两端连接，整流单元与变压器副边绕组连接，第一ＲＣＤ电路与变压器原边绕组并联，吸收开关浪涌或输入电压突变时产生的能量；第二ＲＣＤ电路分别与变压器原边绕组及第一ＲＣＤ电路并联，在每一工作周期实现变压器的磁复位。整流单元为半波整流电路、全波整流电路、全桥整流电路中的一种。本发明专利技术正激变换器通过第一ＲＣＤ电路及第二ＲＣＤ电路的设计，使得该正激变换器的占空比最高可达６３％，而且采用简单的电路实现了正激变换器的低功耗，高可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变换器
，特别涉及一种正激变换器。
技术介绍
正激变换器一般包括 LCD(Inductance-Capacitance-Diode，电感-电容-二极 管)正激变换器、RCD (Resistance-Capacitance-Diode,电阻-电容-二极管)正激变换器 及有源钳位变换器。LCD正激变换器结构简单，但是其成本略高，占空比小于50%，钳位电 路的损耗低；主开关管的损耗大，无明显效率优势。RCD正激变换器结构简单，成本低廉，其 占空比小于50%，但是其钳位电阻的功耗大，温升高；且变压器漏感可导致功耗上升，开关 管Ql的电压应力增大，效率不高。有源钳位变换器的占空比可以达到50%以上，效率较高， 但是成本高，控制复杂，尤其在开关机及负载跳变时，可靠性低于RCD和LCD正激变换器。综上所述，现有的RCD和IXD正激变换器结构简单，成本低廉，但是其占空比均不 大于50%。而有源钳位变换器因成本和可靠性应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的之一是解决正激变换器的占空比，提高正激变换器的转换效率 而提出的一种正激变换器。本专利技术正激变换器包括变压器，开关管、整流单元、第一 RCD电路及第二 RCD电路， 其中开关管与变压器原边绕组串联后与输入电压两端连接，整流单元与变压器副边绕组连 接，第一 RCD电路与变压器原边绕组并联，吸收开关浪涌或输入电压突变时产生的能量；第 二 RCD电路分别与变压器原边绕组及第一 RCD电路并联，在每一工作周期实现变压器的磁 复位。优选地，上述第二 RCD电路包括第二电阻、第二电容及第二二极管，其中第二二极 管与第二电阻并联后，再与第二电容串联，所述第二二极管的正极分别与变压器原边绕组 的一端及所述开关管的漏极连接，所述变压器原边绕组的另一端与第二电容串联；开关管开通，输入电压对第二电容进行充电；开关管断开，变压器励磁电感对第二 电容先充电至复位电压，然后进行放电，其放电电流通过第二电阻反向流经变压器原边绕 组，变压器完成磁复位。优选地，上述第一 RCD电路包括第一电阻、第一电容及第一二极管，其中第一电阻 与第一电容串联后，再与第一二极管串联，第一二极管的正极分别与变压器原边绕组的一 端及开关管的漏极连接，变压器原边绕组的另一端与第一电阻及第一电容串联。优选地，上述开关管的漏极与变压器原边绕组连接，源极与输入电压的负输入端 连接，基极与开关管驱动电路连接。优选地，上述开关管驱动电路为PWM控制电路。优选地，上述整流单元为半波整流电路、全波整流电路、全桥整流电路中的一种。本专利技术正激变换器通过第一 RCD电路及第二 RCD电路的设计，使得该正激变换器的占空比最高可达63%，而且采用简单的电路实现了正激变换器的低功耗，高可靠性。 附图说明图1是本专利技术的一个实施方式中正激变换器的电路结构示意图；图2至图6是上述实施方式的一个实施例中正激变换器的工作模式示意图；图7是上述实施方式的一个实施例中正激变换器的开机浪涌过程中第一电容、第 二电容的工作波形图；图8是上述实施方式的一个实施例中正激变换器的开机浪涌后第一电容、第二电 容的工作波形图；图9是上述实施方式的一个实施例中正激变换器的开关管、第一电阻、第二电阻 的功耗图；图10是图1所示正激变换器电路工作时的主要电参数波形图；图11是现有技术中RCD正激变换器的电路结构示意图；图12是图11所示正激变换器电路的功耗图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施例方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，提出了本技术第一实施例的正激变换器的电路结构。该正激变换器 包括变压器TXl、开关管Q1、第一 RCD电路10、第二 RCD电路20及整流单元30。其中，开关 管Ql与变压器TXl原边绕组串联后，再与输入电压Vin两端连接。整流单元30与变压器 TXl副边绕组连接。第一 RCD电路10与变压器TXl原边绕组并联，吸收开关浪涌或输入电 压突变时产生的能量，构成电压相对稳定的恒压源；第二 RCD电路20分别与变压器TXl原 边绕组及第一 RCD电路10并联，在每一工作周期实现变压器TXl的磁复位。上述第一 RCD电路10包括第一电阻Rl、第一电容Cl及第一二极管Dl。其中，第 一电阻Rl与第一电容Cl并联后，再与第一二极管Dl串联。第一二极管Dl的正极分别与 变压器原边绕组的一端及开关管Ql的漏极连接。变压器TXl原边绕组的另一端分别与第 一电阻Rl及第一电容Cl串联。开关管Ql的源极与输入电压Vin的负输入端连接，基极与 开关管驱动电路连接。该开关管驱动电路优选为PWM控制电路，开关管Ql可以根据PWM控 制电路产生的PWM控制信号处于导通或截止状态。上述实施例中，PWM控制电路可以为产生变化占空比的PWM控制信号，通过采样正 激变换器的输出电压，并根据变换器的输出电压而产生动态的PWM控制信号，以调整正激 变换器的输出。上述第二 RCD电路20包括第二电阻R2、第二电容C2及第二二极管D2。其中，第 二二极管D2与第二电阻R2并联后，再与第二电容C2串联。第二二极管D2的正极分别与 变压器TXl原边绕组的一端及开关管Ql的漏极连接。变压器TXl原边绕组的另一端与第 二电容C2串联。上述实施例中，整流单元30包括整流管D3、续流管D4、第三电容C3及电感L2组 成的半波整流电路。该整流单元30也可以为全波整流电路或全桥整流电路。4需要说明的是，图1中的等效电容Cr为开关管Ql的Coss电容、变压器TXl副边 的整流管D3反射至原边的电容及变压器TXl寄生电容的总和。第一电阻Rl的阻值远大于 第二电阻R2的阻值，第一电容Cl的容值远大于第二电容C2的容值。下面就一个开关周期，对图1所示的正激变换器的工作原理进行分析，其工作波 形参照图10:(1)、变压器TXl原边向副边传输能量(其等效电路见图2)正激变换器开机时，t0时亥lj，开关管Ql导通。一方面，变压器TXl原边承受输入电 压Vin，且变压器TXl原边的输入电流Iin逐渐增大，该输入电流Iin为变压器TXl副边绕 组电流折算到原边的电流Ip及变压器TXl铁芯产生的励磁电流Im之和；另一方面，输入电 压Vin对第二电容C2充电，使得第二电容C2的电压为上正下负，并且该第二电容C2两端 的稳定电压等于输入电压Vin。同时，变压器TXl副边的整流管D3导通，续流管D4截止。 变压器TXl原边向副边传输能量，产生输出电压Vout。由图7可以看出，开关管Ql导通之前，第一电容Cl两端的电压V-Cl —直稳定在 钳位电压300V上。开关管Ql导通后，第二电容C2两端的电压V-C2随着开关管Ql两端的 电压Vds逐渐上升并趋于稳定，且第一电容C2两端的电压值低于开关管Ql两端的电压值。(2)变压器输入电流Iin为等效电容Cr充电(其等效电路见图3)、时刻，开关管Ql断开，变压器TXl原边的输入电流Iin为等效电容Cr充电，开 关管Ql两端的电压Vds急剧上升。此时，变压器TXl副边绕组电流折算到原边的电流Ip 不变，而励磁电流Im继续增大，但增大速率逐渐降低。(3)变压器副边续流(其等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正激变换器，其特征在于，包括变压器、开关管、整流单元、第一ＲＣＤ电路及第二ＲＣＤ电路，其中开关管与变压器原边绕组串联后与输入电压两端连接，整流单元与变压器副边绕组连接，第一ＲＣＤ电路与变压器原边绕组并联，吸收开关浪涌或输入电压突变时产生的能量；第二ＲＣＤ电路分别与变压器原边绕组及第一ＲＣＤ电路并联，在每一工作周期实现变压器的磁复位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段卫垠，吴智，
申请(专利权)人：深圳市航嘉驰源电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]