CN107769575A - 反激式开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种反激式开关电源电路，包括供电电源、变压器以及主开关管，且所述供电电源、变压器的原边绕组及主开关管串联连接成主回路，所述反激式开关电源电路还包括辅助开关管、辅助电容，所述变压器上具有辅助绕组，所述辅助开关管、辅助电容和辅助绕组串接成辅助回路。本发明通过在变压器上增加辅助线圈，可实现主开关管零电压开通，大大提高了开关电源的效率，降低了***成本。
Description
技术领域
本发明涉及开关电路领域，更具体地说，涉及一种反激式开关电源电路。
背景技术
如图1所示，是传统反激式开关电源的示意图，其通过主开关管Q1对变压器T1的原边进行通断控制，从而副边的开关信号输出。由于该反激式开关电源具有电路拓扑简单、成本低、体积小等特点，应用非常广泛。但是上述反激式开关电源不能实现软开关，且效率较低、EMC较差，故其通常只能应用于小功率场合。
图2为现有有源箝位反激电源拓扑，且在图1所示的反激式开关电源上增加了一个辅助开关管Q2与一个电容C2，其可实现主开关管Q1零电压开通。但在该电路中，辅助开关管Q2需要承受输入电压与电容C2电压之和，从而使得开关管电压应力较高。并且电容C2电压为变压器T1原边绕组续流时的电压，且电压应力也较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述的反激式开关电源不能实现软开关以及辅助开关管应力较高的问题，提供一种新的反激式开关电源电路。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种反激式开关电源电路，包括供电电源、变压器以及主开关管，且所述供电电源、变压器的原边绕组及主开关管串联连接成主回路，所述反激式开关电源电路还包括辅助开关管、辅助电容，所述变压器上具有辅助绕组，所述辅助开关管、辅助电容和辅助绕组串接成辅助回路。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述辅助绕组的匝数小于所述原边绕组的匝数。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述反激式开关电源包括控制单元，且所述主开关管和辅助开关管分别根据所述控制单元的控制信号导通或断开。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述反激式开关电源包括电压检测单元，所述电压检测单元用于检测所述主开关管两端电压；在所述主开关管导通前，所述控制单元控制辅助开关管导通，并在所述电压检测单元测得所述主开关管两端电压为零时控制所述主开关管导通，并控制辅助开关管断开。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述辅助开关管与所述辅助电容的连接点连接到所述供电电源的负极。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述主开关管包括第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管，以及与所述第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管反并联的第一二极管。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述主开关管包括与所述第一二极管并联的第一电容。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述辅助开关管包括第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管，以及与所述第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管反并联的第二二极管。
在本发明所述的反激式开关电源电路中，所述辅助开关管包括与所述第二二极管并联的第二电容。
本发明的反激式开关电源电路，通过在变压器上增加辅助线圈，可实现主开关管零电压开通，大大提高了开关电源的效率，降低了***成本。
附图说明
图1是现有反激式开关电源的示意图；
图2是另一现有反激式开关电压的示意图；
图3是本发明反激式开关电源电路实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3所示，是本发明反激式开关电源电路实施例的示意图，该反激式开关电源电路可应用于正激式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器、推挽变换器等。本实施例中的反激式开关电源电路包括供电电源Vin、变压器T31、主开关管Q31、辅助开关管Q32以及辅助电容C32，且上述供电电源Vin、变压器T31的原边绕组L31及主开关管Q31串联连接成主回路，在变压器T31的副边绕组L32串接在开关信号输出回路中，该开关信号输出回路包括二极管D31以及用电设备C31。
上述变压器T31上还具有辅助绕组L33(例如变压器T31的原边绕组L31与辅助绕组L33绕设于同一铁芯上)，且辅助开关管Q32、辅助电容C32和辅助绕组L33串接成辅助回路。反激式开关电源电路运行过程中，在主回路导通前(即主开关管Q31导通前)，由辅助回路先导通，从而辅助电容C32上储存的电荷流经辅助绕组L33，并在变压器T31中产生变化磁场，使得变压器T31的原边绕组L31产生感应电流，主开关管Q31的两端电压开始下降直至为零，此时开通主开关管Q31，即实现了主开关管Q31的零电压开通。在主开关管Q31开通后关断辅助开关管Q32。
上述反激式开关电源电路通过增加辅助绕组L33、辅助开关管Q32与辅助电容C32，不仅可实现反激开关电源软开关，并且由于通过辅助绕组L33滞后，辅助开关管Q32的电压应力较低，辅助电容C32电压应力也较低，因此可以选取较低耐压的辅助开关管与低耐压的电容，从而降低辅助电源成本，提高反激式开关电源效率与改善EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)性能。
为进一步降低辅助开关管Q32、辅助电容C32的电压应力，可使变压器T31中的辅助绕组L33的匝数小于原边绕组L31的匝数。
上述的反激式开关电源电路中的主回路和辅助回路可通过控制单元实现通断控制，即主开关管Q31和辅助开关管Q32分别根据控制单元的控制信号导通或断开。当然，在实际应用中，主开关管Q31和辅助开关管Q32可分别由不同的控制器控制。
上述反激式开关电源电路还可包括电压检测单元，该电压检测单元用于检测主开关管Q31两端电压，在需要控制主开关管Q31导通时，控制单元先控制辅助开关管Q32导通(此时主开关管Q31保持断开)，并在电压检测单元测得主开关管Q31两端电压为零时控制该主开关管Q31导通，同时控制辅助开关管Q32断开。通过该方式，实现了主开关管Q31的零电压开通。
特别地，上述辅助开关管Q32与辅助电容C32的连接点连接到供电电源Vin的负极，从而无需为辅助回路进行接地。
上述主开关管Q31具体可包括第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管，以及与第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管反并联的第一二极管。并且主开关管Q31还可包括与第一二极管并联的第一电容。通过该结构，可大大提高主开关管Q31的稳定性。
同样地，辅助开关管Q32具体可包括第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管，以及与第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管反并联的第二二极管。该辅助开关管Q32还可包括与第二二极管并联的第二电容。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种反激式开关电源电路，包括供电电源、变压器以及主开关管，且所述供电电源、变压器的原边绕组及主开关管串联连接成主回路，其特征在于：所述反激式开关电源电路还包括辅助开关管、辅助电容，所述变压器上具有辅助绕组，所述辅助开关管、辅助电容和辅助绕组串接成辅助回路。
2.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述辅助绕组的匝数小于所述原边绕组的匝数。
3.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述反激式开关电源电路包括控制单元，且所述主开关管和辅助开关管分别根据所述控制单元的控制信号导通或断开。
4.根据权利要求3所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述反激式开关电源电路包括电压检测单元，所述电压检测单元用于检测所述主开关管两端电压；在所述主开关管导通前，所述控制单元控制辅助开关管导通，并在所述电压检测单元测得所述主开关管两端电压为零时控制所述主开关管导通，并控制辅助开关管断开。
5.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述辅助开关管与所述辅助电容的连接点连接到所述供电电源的负极。
6.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述主开关管包括第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管，以及与所述第一三极管、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管或第一绝缘栅双极型晶体管反并联的第一二极管。
7.根据权利要求6所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述主开关管包括与所述第一二极管并联的第一电容。
8.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述辅助开关管包括第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管，以及与所述第二三极管、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管或第二绝缘栅双极型晶体管反并联的第二二极管。
9.根据权利要求8所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述辅助开关管包括与所述第二二极管并联的第二电容。
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