一種正激式零電壓開關電源變換器制造技術

本實用新型專利技術的一種正激式零電壓開關電源變換器，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的基極連接的變壓器T1；與開關管Q1的發射極連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、整流二極管D3、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1和濾波電容C2；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1、輸入電源E+端和輸入電源E?端以及輸出VO1+端輸出VO1?端。本實用新型專利技術解決了正激式電源變換器中的開關管和二極管因硬開關帶來的損耗大的問題，降低了開關損耗，提高了效率。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電子電路的控制
，特別是涉及一種正激式零電壓開關電源變換器。
技術介紹
目前，在現有的單端正激式電源變換器中，如圖1所示的現有的單端正激式電源變換器的基本電路中，初級側的開關管Q2和次級側的整流二極管D5、D6是硬開通和硬關斷，開關損耗大，效率低；正激式電源變換器中的變壓器存在漏感，初級側的開關管和次級側的整流二極管關斷時在開關管和二極管的兩端會產生很高的反向電壓尖峰，有可能超過開關管和二極管的耐壓而使開關管和二極管損壞，開關管兩端的電壓波形如圖5所示，反向電壓幅值比較高，易損壞開關管Q2，因此，必須采取措施來抑制；正激式電源變換器中的變壓器是單向勵磁，在第二個開關周期開始前，變壓器的磁芯必須消磁，使磁芯復位，正激式電源變換器才能可靠工作，而次級繞組NS感生反向電流因正向整流二極管D5的反偏而無法流通，變壓器T2的磁芯不能消磁；必須采用其他的消磁方式來消磁。在正激式電源變換器中，為了改善功率開關的硬開關特性，一般會增加輔助開關及其控制電路，雖然功率開關可以實現軟開關，但電路復雜，成本高；為了降低初級側的開關管和次級側的整流二極管關斷時在開關管和二極管的兩端產生的反向電壓尖峰，一般采用雙管正激式電路、有源鉗位正激式電路，RCD鉗位或鉗位繞組鉗位等電路來降低反向電壓尖峰，這幾種電路要么控制電路復雜，器件多，成本高，要么對反向電壓尖峰的抑制效果不佳，同時功率損耗大，使效率降低。綜上所述的幾種正激式電源變換器的反向電壓尖峰吸收電路和軟開關電路都存在不足，因此，必須技術另外的電路來克服以上不足。
技術實現思路
本技術的目的是：解決正激式電源變換器中的開關管和二極管因硬開關帶來的損耗大的問題，降低了開關損耗，提高了效率；解決正激式電源變換器中變壓器磁芯消磁復位的問題，使正激式電源變換器能可靠穩定的長時間工作；降低初級側的開關管和次級側的整流二極管關斷時開關管和二極管兩端的反向電壓尖峰，使得正激式電源變換器可靠性提高，同時又不會使正激式電源變換器的電路變得更復雜，使成本降低。一種正激式零電壓開關電源變換器，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的漏極連接的變壓器T1；與開關管Q1的源極連接的電阻R2和電阻R4；與開關管Q1的柵極連接的電阻R3；與所述電阻R2和電阻R3以及電阻R3連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1、輸入電源E+端和輸出VO1-端；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R5、電阻R6、整流二極管D3、儲能電感L1和輸入電源E-端；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1；與所述儲能電感L1和濾波電容C1連接的輸出VO1+端。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器至少包括接地端、開關脈沖輸出端、開關電流檢測端、諧振谷底檢測端、電源端。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器還可以包括輸出穩壓信號反饋輸入6端。在其中一個實施例中，所述的變壓器T1至少包括初級繞組NP和次級繞組NS。在其中一個實施例中，所述的儲能電感L1包括儲能繞組LP和消磁檢測繞組LS。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器為一導通時間接近于固定調節關斷時間的可變頻調節模式的PFM控制器。在其中一個實施例中，所述正激式零電壓開關電源變換器的次級側的正向整流二極管兩端并聯諧振電容，諧振電容和變壓器次級繞組電感經串聯的續流二極管形成諧振回路而諧振，次級繞組的感生反向電壓使磁芯反向磁化而消磁。在其中一個實施例中，正激式零電壓開關電源變換器的次級側的儲能電感的繞組耦合消磁檢測繞組，消磁檢測繞組的與儲能電感的繞組電壓相反的電壓經整流濾波后為正激式零電壓開關電源變換器的PFM控制器供電，同時還經電阻分壓降壓后將消磁過程中的振鈴波谷底信號供給PFM控制器的諧振谷底檢測輸入端，使開關管可以在振鈴波谷底開通，開關管屬于零電壓開通。有益效果：一種正激式零電壓開關電源變換器，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的基極連接的變壓器T1；與開關管Q1的發射極連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、整流二極管D3、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1和濾波電容C2；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1、輸入電源E+端和輸入電源E-端以及輸出VO1+端輸出VO1-端。本技術解決了正激式電源變換器中的開關管和二極管因硬開關帶來的損耗大的問題，降低了開關損耗，提高了效率；解決正激式電源變換器中變壓器磁芯消磁復位的問題，使正激式電源變換器能可靠穩定的長時間工作；降低初級側的開關管和次級側的整流二極管關斷時開關管和二極管兩端的反向電壓尖峰，使得正激式電源變換器可靠性提高，同時又不會使正激式電源變換器的電路變得更復雜，使成本降低。附圖說明圖1是現有的單端正激式電源變換器的基本電路圖；圖2是本技術正激式零電壓開關電源變換器的一種具體實施電路圖；圖3是本技術正激式零電壓開關電源變換器的另一種具體實施電路圖；圖4是本技術正激式零電壓開關電源變換器的第三種具體實施電路圖；圖5是現有的單端正激式電源變換器的開關管兩端的電壓波形；圖6是本技術正激式零電壓開關電源變換器的開關管兩端的電壓波形。具體實施方式為了便于本領域的技術人員理解，下面結合具體實施例及附圖對本技術的技術方案作進一步的詳細說明。在此公開詳細的示范實施例。此處公開的具體結構和功能細節僅僅是為了描述示范實施例的目的,可以在許多替換形式中實現示范實施例，并且不應將其看作僅限于在此闡明的示范實施例。然而，應該理解，不旨在限于公開的具體示范實施例，而是相反地，示范實施例將覆蓋落入本公開的范圍內的所有修改、等同物和替換物。遍及附圖的描述，相似的標號涉及相似的元件。請參照圖1-圖6，一種正激式零電壓開關電源變換器，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的漏極連接的變壓器T1；與開關管Q1的源極連接的電阻R2和電阻R4；與開關管Q1的柵極連接的電阻R3；與所述電阻R2和電阻R3以及電阻R3連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1、輸入電源E+端和輸出VO1-端；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R5、電阻R6、整流二極管D3、儲能電感L1和輸入電源E-端；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1；與所述儲能電感L1和濾波電容C1連接的輸出VO1+端。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器至少包括接地端、開關脈沖輸出端、開關電流檢測端、諧振谷底檢測端、電源端。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器還可以包括輸出穩壓信號反饋輸入端。在其中一個實施例中，所述的變壓器T1至少包括初級繞組NP和次級繞組NS。在其中一個實施例中，所述的儲能電感L1包括儲能繞組LP和消磁檢測繞組LS。在其中一個實施例中，所述的PFM控制器為一導通時間接近于固定調節關斷時間的可變頻調節模式的PFM控制器。在其中一個實施例中，所述正激式零電壓開關電源變換器的次級側的正向整流二極管兩端并聯諧振電容，諧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種正激式零電壓開關電源變換器，其特征在于，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的漏極連接的變壓器T1；與開關管Q1的源極連接的電阻R2和電阻R4；與開關管Q1的柵極連接的電阻R3；與所述電阻R2和電阻R3以及電阻R3連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1、輸入電源E+端和輸出VO1?端；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R5、電阻R6、整流二極管D3、儲能電感L1和輸入電源E?端；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1；與所述儲能電感L1和濾波電容C1連接的輸出VO1+端。

【技術特征摘要】
1.一種正激式零電壓開關電源變換器，其特征在于，所述電源變換器包括：開關管Q1；與開關管Q1的漏極連接的變壓器T1；與開關管Q1的源極連接的電阻R2和電阻R4；與開關管Q1的柵極連接的電阻R3；與所述電阻R2和電阻R3以及電阻R3連接的PFM控制器；與所述變壓器T1連接的正向整流二極管D1、續流二極管D2、諧振電容Cr、儲能電感L1、濾波電容C1、輸入電源E+端和輸出VO1-端；與所述PFM控制器連接的電阻R1、電阻R5、電阻R6、整流二極管D3、儲能電感L1和輸入電源E-端；與所述PFM控制器連接的光電耦合器OP1；與所述儲能電感L1和濾波電容C1連接的輸出VO1+端。2.根據權利要求1所述的一種正激式零電壓開關電源變換器，其特征在于，所述的PFM控制器至少包括接地端、開關脈沖輸出端、開關電流檢測端、諧振谷底檢測端、電源端。3.根據權利要求2所述的一種正激式零電壓開關電源變換器，其特征在于，所述的PFM控制器還可以包括輸出穩壓信號反饋輸入端。4.根據權利要求1所述的一種正激式零電壓開關電源變換器，其特征在于，所述的變壓器T1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯能文，朱昌亞，洪光岱，
申請(專利權)人：天寶電子惠州有限公司，惠州市錦湖實業發展有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44