一种开关电源电路制造技术

一种开关电源电路，包括：原边电路、变压器、副边电路和第三绕组钳位电路；原边电路开关管Q1漏极和钳位二极管D1阴极连接为开关电源电路输入端，开关管Q1源极和钳位二极管D2阴极连接原边绕组一端，钳位二极管D1阳极和开关管Q2漏极连接原边绕组另一端，钳位二极管D2阳极和开关管Q2源极连接为开关电源电路原边接地端；副边电路与原边电路形成正激结构；第三绕组钳位电路开关管Q3漏极连接第三绕组一端、源极和钳位电容C3一端连接为第三绕组钳位电路接地端，第三绕组另一端和钳位电容C3另一端连接为第三绕组钳位电路输出端；第三绕组钳位电路与原边电路反激式连接。本实用新型专利技术实现了一种低成本、高效率，小体积的双管正激零电压开通开关电源电路。开通开关电源电路。开通开关电源电路。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源电路


[0001]本技术涉及开关电源领域，具体涉及一种开关电源电路。

技术介绍

[0002]隔离式正激式拓扑因其结构简单、高效等特点被广泛应用于中小功率开关电源领域。在传统正激式拓扑中等效为理想励磁电感为无穷大，然而在实际设计和应用过程中，励磁电感会储存少部分能量。该部分能量无法通过正激式变压器传递到输出端，所以需要通过增加励磁电感续流路径来实现励磁电感复位。传统方案包括第三绕组复位、双管正激、RCD去磁和谐振去磁。其中双管正激拓扑的原边钳位二极管能够为励磁电感和漏感提供去磁回路，减小功率开关管的尖峰应力，使其在中小功率场合得到了广泛的应用。随着市场对功率密度和产品体积的要求不断提高，开关电源的小型化和高频化进程持续推进。实现双管正激拓扑的零电压开通(软开关技术)能够进一步减小产品体积，给该拓扑带来更大的优势和应用空间。
[0003]目前，正激拓扑实现软开关技术主要依靠增加额外的电路和控制方案的改进。浙江大学于2013年公开了一种“隔离型软开关双管正激谐振DC/DC电路”，该电路依靠在原边侧增加额外的电感和谐振电容来实现零电压。这必然带来体积和成本的增加，并且通过非完全可控的谐振能量来实现软开关，其可用范围受到限制。另一种采用移相调制策略，基于实现原边电流的快速复位，给副边整流管和续流管带来额外寄生振荡尖峰。附加的电压尖峰吸收电路也必然带来额外的损耗。并且该方案控制复杂，成本增加明显。所以现有技术的问题在于无源谐振和移相调制策略都无法适用各种功率下的零电压需求。
[0004]另一方面，正激绕组可通过第三绕组对励磁电感复位，并同时以正激方式给系统供电。在专利技术名称为《将有源箝位和辅助电源电路合并的正激电路》，专利申请号为200310119297.5的专利中，如图1所示，将第三绕组复位和辅助供电结合。其中所述有源钳位电路采用正激连接方式，无法向励磁电感提供原边实现零点压开通所需的能量，且变压器漏感中存储的能量无释放路径会产生电压尖峰。并且传统正激式拓扑的变压器设计中，励磁电感不作为储能元件，其反激式第三绕组仅用于提供励磁电感去磁回路，能量回收至母线电容。

技术实现思路

[0005]有鉴如此，本技术要解决的技术问题是，提供一种开关电源电路，采用反激式第三绕组有源钳位技术实现双管正激拓扑的零电压开通。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提供的开关电源电路的实施例如下：
[0007]一种开关电源电路，包括：
[0008]原边电路、变压器TX1、副边电路和第三绕组钳位电路；
[0009]所述变压器TX1包括原边绕组P1和副边绕组S1，所述原边绕组P1一端和所述副边绕组S1一端互为同名端；
[0010]所述原边电路包括开关管Q1、开关管Q2、钳位二极管D1和钳位二极管D2，所述开关管Q1的漏极和所述钳位二极管D1的阴极连接在一起作为所述开关电源电路的输入端，所述开关管Q1的源极和所述钳位二极管D2的阴极同时连接所述原边绕组P1一端，所述钳位二极管D1的阳极和所述开关管Q2的漏极同时连接所述原边绕组P1另一端，所述钳位二极管D2的阳极和所述开关管Q2的源极连接在一起作为所述开关电源电路的原边接地端，其中所述开关管Q1和所述开关管Q2被配置为同步工作；
[0011]所述副边电路与所述变压器TX1的副边绕组S1并联，且所述副边电路与所述原边电路形成正激结构，所述副边电路的第一输出端为所述开关电源电路的输出端，所述副边电路的第二输出端为所述开关电源电路的副边接地端；
[0012]所述第三绕组钳位电路包括第三绕组S2、开关管Q3和钳位电容C3，所述开关管Q3的漏极连接所述第三绕组S2一端，所述开关管Q3的源极和所述钳位电容C3一端连接在一起作为所述第三绕组钳位电路的接地端，所述第三绕组S2另一端和所述钳位电容C3另一端连接在一起作为所述第三绕组钳位电路的输出端；
[0013]所述变压器TX1的原边绕组P1一端和所述第三绕组S2一端互为同名端，从而使得所述第三绕组钳位电路与所述原边电路形成反激式连接。
[0014]优选地，所述第三绕组钳位电路的接地端连接所述开关电源电路的原边接地端。
[0015]优选地，所述第三绕组钳位电路的接地端连接所述开关电源电路的副边接地端。
[0016]进一步地，所述变压器TX1的磁芯设有气隙。
[0017]进一步地，所述第三绕组S2为所述开关电源电路内部的辅助供电绕组，从而所述第三绕组钳位电路的输出端为所述开关电源电路内部的有源器件提供工作电压。
[0018]进一步地，所述开关管Q3的导通时间被配置为小于所述开关管Q1的最小导通时间。
[0019]优选地，所述副边电路包括整流管D3、续流二极管D4、输出电感L2和输出电容C2，所述整流管D3一端连接所述副边绕组S1一端，所述整流管D3另一端同时连接所述输出电感L2一端和所述续流二极管D4的阴极，所述输出电感L2另一端和所述电容C2一端连接在一起作为所述开关电源的输出端，所述二极管D4的阳极和所述电容C2另一端连接在一起作为所述开关电源的副边接地端；其中所述整流管D3允许电流重其一端流向另一端。
[0020]优选地，所述整流管D3为二极管或MOS管。
[0021]进一步地，所述输出电感L2被配置为工作于断续模式。
[0022]本技术的工作原理将结合具体的实施例进行详细描述，在此不赘述。本技术开关电源电路的拓扑不仅保留了双管正激变换器第一开关和第二开关管应力低、无电压尖峰和不存在桥臂直通和可靠性高等优点，相较于现有技术的双管正激变换器还存在如下有益效果：
[0023]1.本技术实施例的开关电源通过优化励磁电感设计，采用反激式第三绕组钳位实现第一开关管和第二开关管的零电压导通，减小了开关损耗，提高了效率；
[0024]2.本技术实施例的开关电源拓扑结构简单，控制方案易实现，成本低；
[0025]3.本技术实施例的开关电源拓扑工作于非连续模式，次级侧续流管无反向恢复损耗，能进一步提高开关电源的效率；
[0026]4.本技术实施例的开关电源拓扑中第三绕可作为整个开关电源内部有源元
器件的供电端，简化开关电源内部的供电方案，有利于减小开关电源产品的体积。
附图说明
[0027]图1为200310119297.5的专利中有源箝位和辅助电源电路合并的正激电路示意图；
[0028]图2为本技术的一种开关电源电路的结构图；
[0029]图3为本技术的另外一种开关电源电路的结构图；
[0030]图4为图2和图3的开关电源电路工作时序逻辑示意图。
具体实施方式
[0031]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前本文档来自技高网...

【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：原边电路、变压器TX1、副边电路和第三绕组钳位电路；所述变压器TX1包括原边绕组P1和副边绕组S1，所述原边绕组P1一端和所述副边绕组S1一端互为同名端；所述原边电路包括开关管Q1、开关管Q2、钳位二极管D1和钳位二极管D2，所述开关管Q1的漏极和所述钳位二极管D1的阴极连接在一起作为所述开关电源电路的输入端，所述开关管Q1的源极和所述钳位二极管D2的阴极同时连接所述原边绕组P1一端，所述钳位二极管D1的阳极和所述开关管Q2的漏极同时连接所述原边绕组P1另一端，所述钳位二极管D2的阳极和所述开关管Q2的源极连接在一起作为所述开关电源电路的原边接地端，其中所述开关管Q1和所述开关管Q2被配置为同步工作；所述副边电路与所述变压器TX1的副边绕组S1并联，且所述副边电路与所述原边电路形成正激结构，所述副边电路的第一输出端为所述开关电源电路的输出端，所述副边电路的第二输出端为所述开关电源电路的副边接地端；所述第三绕组钳位电路包括第三绕组S2、开关管Q3和钳位电容C3，所述开关管Q3的漏极连接所述第三绕组S2一端，所述开关管Q3的源极和所述钳位电容C3一端连接在一起作为所述第三绕组钳位电路的接地端，所述第三绕组S2另一端和所述钳位电容C3另一端连接在一起作为所述第三绕组钳位电路的输出端；所述变压器TX1的原边绕组P1一端和所述第三绕组S2一端互为同名端，从而使得所述第三绕组钳位电路与所述原边电路形成反激式连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹增鹤，袁源，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：