次級再降壓式開關穩壓電源制造技術

本發明專利技術涉及電工電子，特別是電源技術領域。把隔離變壓器次級 以后再降壓式開關穩壓電源中的串聯感抗阻流圈L6次級多個繞組整 流回路的公共端G6疊加在串聯開關電源主輸出端電容C6的高電位端 上，形成自舉主輸出端后，構成多繞組穩壓輸出的基礎特征。本創新 優化前級隔離變壓器線圈最佳經濟利用率和整體電源效率。減少前級 隔離變壓器T次級多繞組現象。降低整體成本顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電工、電子
特別是涉及有關開關穩壓電源技術領 域及其在電視或電腦技術中運用。
技術介紹
已有技術開關穩壓電源(簡稱開關電源)，根據流過開關電源調整管直 流成份是/否短路損失？開關電源可分為串聯(調感降壓式)開關電源和(磁 耦)變壓式開關電源。根據開關變壓器初級線圈與次級各線圈是/否準許同時導通？開關電源 可分為推挽(交流變壓式)開關電源和反激式開關電源(即純自感貯能 開關電源)。反激式開關電源次級線圈整流管導通，必須在初級線圈和開關電源調 整管關斷后才能進行，確保初級線圈導通時只能純自感貯磁能，初次級繞組 兩者不能同時導通。這與推挽(交流互感)變壓式電源相反。反激式開關電源，是DC-DC變換器。可分為串聯反激式和變壓反激式兩 類開關電源。但是，串聯開關電源在自感貯能時，增有直流成份直達給主輸 出端負載，不會像變壓式那樣，直流成份全部短路損失。所以串聯開關電源 優點，很突出。反激變壓式開關電源，又分為升壓式開關電源和升降式開關電源兩類。 升壓式開關電源，最常見的運用是有源功率因素校正(PFC)電路。升降式開關電源(俗稱并聯開關電源)，可以做到完全隔離的優點。因此運用最為廣泛。由于反激式開關電源都是初級先自感充磁能后，再關斷初級，最后由次 級整流放出能量。這個過程不存在互感問題。這類DC-DC變換器中，反激變壓 式開關電源最大的缺點開關變壓器存在恒定方向直流磁化問題，因此須加 大磁芯氣隙才能克服；開關管和整流管要求承受反峰電壓很高，因此該變壓式開關電源設計，只能運用到此小功率負載場合。唯有串聯開關電源和推挽 變壓式開關電源可以運用大功率場合。推挽式開關電源主體特征(即:在DC-AC逆變器，或:在其基礎上形成 DC-AC-DC變換器)。有半橋、全橋型電路,類同推挽式功率放大器OTL、 BTL電 路，只不過功率放大器功放管是放大狀態，而推挽式電源調整管是開關狀態。 雖然推挽管導通時仍有直流成分短路損失，但是由于流經開關變壓器是往復 變化的交流電，所以不存在直流磁化問題，特別是開關管關斷時耐壓比反激變 壓式開關電源要求低，而且推挽式開關電源容易做成諧振(軟開關)狀態。因此 推挽變壓式開關電源一直是研發熱點。串聯開關電源只能反激式連接。而變壓式開關電源可以反激式連接或推 挽交流式連接。所有的反激式開關電源調整管和次級功率整流管，不能同時 導通，否則自感貯能后無法釋放。開關電源，按穩壓調節開關電源調整管導通/周期比值和頻率不同？可分 為穩定頻率的(脈沖)調寬開關電源和調頻(同時調寬)開關電源。調頻開關電源，運用最廣。可分為自激自由振蕩，(如RCC)和集成純 它激式準諧振(QR)。 。開關管和次級整流管分別依次導通完畢后，進入諧振狀態，此時開關管 和次級整流管有一段關斷延時間后，才能進入下一周期開關管導通狀態。調寬開關電源，最常見是P麗方式。也有導通期固定的模式，也有關斷期 固定的模式(如:PRC振蕩)。。調頻和調寬相互集合后，構成Bottom-skip準諧振模式。運用時可巧妙限 制準諧振(QR)最高工作頻率和最低作頻率波動范圍。待機時最佳模式是間歇PRC振蕩。開關電源，按激勵開關電源調整管處于應需的開關狀態性質不同？可分 為自激式開關電源和純它激式開關電源。當代集成電路驅動開關管的都是純它激式開關電源。分立元件開關電源 幾乎都是自激式。"供電源"概念，不一定是一個電源，可以由多個電源組成系統。也不 一定是并聯關系。有的開關電源主負載端可能供電給另一開關電源。(比如電視機回掃變壓器初級行輸出級、液晶背光源等屬于二次開關電源，其前級 電源可稱為首次電源)。本專利技術人把任何處于開關狀態的管器件，泛稱開關管。 串聯開關電源作為電網首次開關電源，習慣仍稱為串聯開關電源。用于 通過隔離變壓器次級之后負載的，習慣稱為次級再降壓式開關電源、非隔離降壓式(BUCK)開關電源。其實都是一樣的特性。參見:串聯開關電源最大的缺點是主輸出端是輸入端回路其中一部分，永遠不能隔開輸入與主輸出端牽連關系。由于串聯開關電源管V導通時，輸入端回路串經感容LC雙重儲能器件，當隔直主輸出端電容c充滿電荷空載后必定自關開關管v，這種特有"空載自關"特性，限制了感抗阻流圈L兼開關變壓器T傳輸功率能力。 。這就是為何長期彩電串聯開關電源熱機芯根源。(本專利技術人把涉及串聯感抗阻流圈次級繞組，也泛稱變壓器次級繞組，但是對原級，嚴格稱為串聯感抗阻流圈)。已有技術首次開關電源變壓器次級有可能有多個繞組組成多路輸出。但 是僅對其中一路通常是最大功率負載端進行穩壓。其結果最大負載功率變化， 有可能帶來其它繞組穩壓波動。比如比液晶大功率背光源功率變化，必定帶 來從該統一變壓器次級其他繞組輸出不穩現象。所以在通過隔離變壓器之后 負載，也經常要用到降壓式開關電源代替傳統的串聯放大調阻式穩壓器，穩 壓后供電給低壓大電流負載。己有技術，除供電給反偏無電流的高頻調諧器電調諧變容二極管30V外，任何次級降壓式開關電源都是單一輸出端。所以遇到不同輸出電壓的負載電路，相應就需要不同的降壓式開關電源。近年來，非隔離的DC/DC技術發展迅速。由于目前一套電子設備或電子系統因負載不同， 會要求電源系統提供多個電壓擋級。例如臺式PC機就要求有+12 V， +5 V， +3. 3 V， -12 V四種電壓以及待機的+5V電壓.到了主機板上,就要求2. 5V， 1. 8 V， 1. 5 V甚至l V等.為此， 一套AC/DC中不可能給出這樣多的電壓輸出，而且大多數低壓供電電流都很大。因此從首次開關電源變壓器次級繞組lr出后往往再需要很多個降壓式開關電源輸出更低電壓。能否降低成本改進為一個共有降壓 式開關電源多路穩壓輸出？這是本專利技術要解決的問題。為此
技術實現思路
如果要實現把降壓式開關電源改為多組繞組穩壓輸出。首先必須如何克 服降壓式開關電源"空載自關"特性？嚴格講，"串聯開關電源感抗阻流圈"是不能錯誤理解為"開關電源變 壓器"。"串聯開關電源感抗阻流圈"要想兼有變壓器傳遞功率功能基本條件 是參見:由于串聯開關電源調整管V導通時，輸入端回路串經感容 LC雙重儲能器件，根據串聯分壓的原理串聯感抗阻流圈L次級最大傳輸(穩壓)輸出功率=UXL7Uc.Pc (MOO即串聯感抗阻流圈L交流電壓降(UX廣)/ 串聯開關電源主輸出端電容C輸出直流電壓(Uc)比值后，再乘以串聯開關電源 主輸出端電容C輸出最小功率Pc (MIN)。串聯感抗阻流圈L電壓降(UXL )二輸入 端電壓-主輸出端電壓之差。如果串聯感抗阻流圈L次級實際需要功率企圖大于最大傳輸(穩壓)輸出 功率極限，那么串聯感抗阻流圈L次級輸出電壓，因此最大傳輸(穩壓)輸出 功率限制急劇下跌現象。主續流整流器U得不到整流電流現象。由于串聯感抗阻流圈L電壓降(UXlO二輸入端電壓-主輸出端電壓之差，所以如果想提高串聯感抗阻流圈L次級繞組最大傳輸lr出功率。必須加大輸入端電壓-主輸出端電壓之差和提高主輸出端輸出功率。如何提高主輸出端輸出功 率？在輸入端和主輸出端穩壓值一定時，唯一只能提高主輸出端輸出電流。 為此，參見示例本專利技術人把一個公共降壓式(BUCK)開關電源穩壓 主輸出端后，能多路穩壓輸出5V、 12V、 20V等電源需要。其特征是把本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種次級再降壓式開關穩壓電源，其輸入端取源于任何隔離開關變壓器次級整流后，該再降壓式開關穩壓電源，還包括串聯開關電源感抗阻流圈Ｌ６、主輸出端電容Ｃ６、開關電源調整管Ｖ６、主續流二極管Ｕ６及其穩控環路（４３１）等相關的電路組成，其特征是：　 　把串聯開關電源感抗阻流圈Ｌ６次級增加多個繞組，所增添的次級繞組，分別通過與原初線圈Ｐ通／斷相反的反極性整流回路后的公共端Ｇ６疊加在串聯開關電源主輸出端電容Ｃ６的高電位端，形成自舉疊加主輸出端電容Ｃ６后，構成多組對地（⊥）不同穩壓值的輸出 端，相應供電給不同需求的負載，使主輸出端負載電流分別再疊加上述所增添的繞組整流濾波后各輸出端負載電流之和。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴俊，
申請(專利權)人：戴俊，
類型：發明
國別省市：94