一种电流型控制的单路输出反激式变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种电流型控制的单路输出反激式变换器，它包括交流输入源，交流输入源经整流桥电路将直流电经输入滤波电容输入第一个缓冲电路内；第一个缓冲电路并联在变压器原边绕组，原边绕组连接开关管漏极，副边绕组分别连接输出整流二极管和第一个吸收电路的输入端，辅助绕组经芯片供电电路连接至控制芯片；输出整流二极管的输出端与第一个吸收电路的输出端并联后，经输出滤波电容连接至三端稳压电路；开关管源极与漏极之间并联第二个缓冲电路，栅极和源极分别经采样电阻连接控制芯片；控制芯片的补偿端连接隔离电路的输出端，隔离电路的输入端与输出滤波电容并联，隔离电路另一个输入端连接三端稳压电路，由三端稳压电路输出稳压直流电；三端稳压电路内设置有第二个吸收电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种反激式变换器，特别是关于一种用于开关电源领域中的电流型控制的单路输出反激式变换器。
技术介绍
目前，在直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等领域，特别是在电力牵引方面， 如地铁、城市轻轨、电气机车、无轨电车、电瓶车、电铲车等电动车辆以往多采用变阻器来实现电动车的起动、调速和制动，存在耗电多、效率低、有级调速、运行平稳性差等问题。弓丨入直流斩波器后，电动车辆均改用恒定直流电源(如蓄电池、不控整流电源)供电，可方便地实现无级调速、平稳运行，更重要的是比变阻器方式节电20% 30%，节能效果巨大。但是，采用线性电源需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时会致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。而开关电源具备体积小、重量轻、 电路结构简单、输出电压范围宽、可实现模块化等优点，但传统的开关电源依然存在换流效果不佳、电能质量不高的问题，如电网运行功率因数低、开关损耗和通态损耗过高、变压器漏感偏大且易产生间歇振荡、开关频率低、纹波较大、稳压稳流精度不够、谐波分量多、抗电磁干扰能力差及变压器高频噪声大等问题。此外，BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK, SPEIC、 ZETA等非隔离型开关电源的抗干扰性能不佳、负载特性差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能有效抑制谐波、减小损耗、降低纹波、 防止间歇振荡、提高稳压稳流精度、缓冲无功、降低电磁敏感性和电磁干扰，并能提高开关频率的电流型控制的单路输出反激式变换器。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种电流型控制的单路输出反激式变换器，其特征在于它包括交流输入源、整流桥电路、输入滤波电容、第一个缓冲电路、变压器、开关管、输出整流二极管、第一个吸收电路、芯片供电电路、输出滤波电容、三端稳压电路、第二个缓冲电路、控制芯片、隔离电路和第二个吸收电路；所述交流输入源经所述整流桥电路将交流电转换成单向直流电后，经所述输入滤波电容将直流电内的谐波滤除后输入至所述第一个缓冲电路内；所述第一个缓冲电路并联在所述变压器的原边绕组，所述变压器的原边绕组还连接所述开关管的漏极，所述变压器的副边绕组分别连接所述输出整流二极管的输入端和第一个吸收电路的输入端，所述变压器的辅助绕组经所述芯片供电电路连接至所述控制芯片；所述输出整流二极管的输出端与所述第一个吸收电路的输出端并联后，经所述输出滤波电容连接至所述三端稳压电路输入端；所述开关管的源极与漏极之间并联所述第二个缓冲电路，且所述开关管的栅极和源极分别经一采样电阻连接至所述控制芯片；所述控制芯片的补偿端连接所述隔离电路的一个输出端，所述隔离电路的输入端与所述输出滤波电容并联，所述隔离电路的另一个输入端连接所述三端稳压电路输入端，由所述三端稳压电路输出稳压直流电；所述三端稳压电路内设置有用于降低所述三端稳压电路内开关损耗并抑制尖峰电压的所述第二个吸收电路。所述变压器采用隔离型变压器，其包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，所述变压器的磁心采用软磁磁性材料和夹心绕法，绕组采用多股线平行并绕方式排列，全部采用漆包线绕制，留有安全边距，所述副边绕组和辅助绕组之间设置有强化绝缘层；所述变压器的副边绕组并联一虚假负载，经虚假负载接所述输出整流二极管的正极。各所述缓冲电路均采用RCD结构，各所述缓冲电路中的二极管采用型号为FR107 的二极管。所述控制芯片、开关管和隔离电路组成控制电路，所述控制芯片采用型号为 UC3844的无功率开关的脉宽调制集成电路控制芯片。所述开关管采用功率场效应晶体管，所述功率场效应晶体管上加设有散热器，所述功率场效应晶体管和散热器之间通过绝缘垫片和散热硅胶连接。所述三端稳压电路包括可调式精密并联稳压器和三个电阻，所述可调式精密并联稳压器的阳极依次并联第一个所述电阻和第二个所述电阻后连接所述输出滤波电容，第二个所述电阻另一端串联第二个所述电阻后接参考地；所述可调式精密并联稳压器的阴极连接所述隔离电路，所述可调式精密并联稳压器的阴极和参考地之间并联由电容和电阻组成的所述第二个吸收电路；可调式精密并联稳压器采用的型号为TL431。所述交流输入源采用由国际通用工频交流调压器提供的单相交流电源；所述隔离电路采用型号为TLP521-1的光耦隔离电路。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术由于交流输入源采用由国际通用工频交流调压器提供的输入单相交流电源，其电压大小可调，便于控制，且通过保险丝与后续整流桥电路连接，提高了整个电路的安全性能。而且整流桥电路采用一体式的整流桥，其结构简单、整流效果良好，且整流桥电路的输出端连接输入滤波电容，这样进一步消除了谐波。2、本专利技术由于输入滤波电容采用由极性电容和普通电容组成，极性电容和普通电容组成的无功功率缓冲环节和滤波环节具备储能和滤波的双重功能，构成低阻抗的电源内阻特性，将整流桥电路输出的直流电压钳在电源电压水平上，降低浪涌过电压，可使输出直流电压波形接近矩形。3、本专利技术由于采用在变压器原边绕组和开关管的源极和漏极两端分别并联有缓冲电路，缓冲电路可以实现功率器件和电感、电容等元件的软启动，降低关断损耗并吸收尖峰电流保护变压器和开关管等器件。4、本专利技术的变压器由于隔离变压器，这样相对的提高了本专利技术整体电路的安全性能。5、本专利技术采用的变压器相当于多个耦合电感，在原边绕组和副边绕组中不会同时有电流流过，不存在磁动势相互抵消的可能，并且反激式电路工作于电感电流断续导通模式，可大大减小绕组匝数和磁心的尺寸，大幅提高磁心的利用率。在变压器原边和辅助绕组正负输入电源线间均并有电容，可以为开关通断产生的干扰电流提供低阻抗的通路，从而减小差模传导干扰电压。6、本专利技术由于采用的反激式电路结构能大大减小了导体和屏蔽地之间的分布电容，从而减小了流过电源线与屏蔽地之间的共模传导电流；变压器辅助绕组接地，降低了由控制芯片、开关管和隔离电路组成的控制电路的电磁敏感性，极大地改善了本专利技术的电磁兼容性能。7、本专利技术由于变压器磁心采用软磁磁性材料和夹心绕法，绕组采用多股线平行并绕方式排列，全部用漆包线绕制，留有安全边距，且在副边绕组和辅助绕组间加有强化绝缘层，增大了耦合程度，极大地减小了气隙和漏感以及磁心损耗和线圈损耗。8、本专利技术采用的芯片供电电路经两级整流， 提高了电压稳定性，并连接滤波电容，可以抚平电压纹波，进一步减少谐波分量，其中的电解电容还具有储能作用，可确保对控制芯片的持续稳定供电，同时限流电阻可以保护控制芯片，提高了电路的安全性能。此外，芯片供电电路与变压器辅助绕组并联，可改善变压器内的电位分布以调整其内部分布电容，改变噪声通路阻抗，实现共模噪声抑制。9、本专利技术采用在变压器副边绕组中增设有虚假负载，这样可以有效防止出现间歇振荡。10、本专利技术的开关管采用功率场效应晶体管，功率场效应晶体管还设置有散热器，基本解决了温度变化对稳压稳流精度的影响。11、本专利技术隔离电路采用光耦隔离电路，控制芯片和光耦隔离电路组合构成的电压反馈环可以确保对输入电压的波动、负载的波动以及元件参数的波动等都能通过调节控制端的电流来改变占空比而使输出电压值保持在一定的范围内。本专利技术可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电流型控制的单路输出反激式变换器，其特征在于：它包括交流输入源、整流桥电路、输入滤波电容、第一个缓冲电路、变压器、开关管、输出整流二极管、第一个吸收电路、芯片供电电路、输出滤波电容、三端稳压电路、第二个缓冲电路、控制芯片、隔离电路和第二个吸收电路；所述交流输入源经所述整流桥电路将交流电转换成单向直流电后，经所述输入滤波电容将直流电内的谐波滤除后输入至所述第一个缓冲电路内；所述第一个缓冲电路并联在所述变压器的原边绕组，所述变压器的原边绕组还连接所述开关管的漏极，所述变压器的副边绕组分别连接所述输出整流二极管的输入端和第一个吸收电路的输入端，所述变压器的辅助绕组经所述芯片供电电路连接至所述控制芯片；所述输出整流二极管的输出端与所述第一个吸收电路的输出端并联后，经所述输出滤波电容连接至所述三端稳压电路输入端；所述开关管的源极与漏极之间并联所述第二个缓冲电路，且所述开关管的栅极和源极分别经一采样电阻连接至所述控制芯片；所述控制芯片的补偿端连接所述隔离电路的一个输出端，所述隔离电路的输入端与所述输出滤波电容并联，所述隔离电路的另一个输入端连接所述三端稳压电路输入端，由所述三端稳压电路输出稳压直流电；所述三端稳压电路内设置有用于降低所述三端稳压电路内开关损耗并抑制尖峰电压的所述第二个吸收电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柏德胜，张彪，杨佐峰，
申请(专利权)人：北京国网普瑞特高压输电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11