CN206481221U - 反激式开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反激式开关电源。一种反激式开关电源包括变压器，变压器初级绕组一端用于连接外部电压输入端，另一端用于连接开关管；变压器次级绕组与输出端连接；整流电路，整流电路包括二极管和第一电容；二极管正极与次级绕组一端连接，第一电容并联连接在二极管负极和次级绕组另一端之间；漏电感吸收电路，漏电感吸收电路包括次级绕组以及第二电容，第二电容与次级绕组并联；开关管，开关管输入端与变压器初级绕组另一端连接；开关管输出端与次级绕组另一端连接并接地；控制电路，用于对开关管通断进行控制。上述反激式开关电源只需在变压器次级绕组并联第二电容，即可降低开关电源开关管峰值电压。该电路元器件个数少且电路结构简单。

Description

反激式开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种反激式开关电源。

背景技术

目前生产的小功率充电器开关电源中，电路拓扑结构一般采用反激式电路结构。传统的反激式开关电源中的漏电感电压吸收电路一般采用电阻、电容以及二极管组合的吸收电路。现有的电阻、电容以及二极管组合的吸收电路元器件个数多，会增加开关电源PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)尺寸，因此增加开关电源制造成本。同时电路元器件个数多，消耗电源功率，降低开关电源效率。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种结构简单的反激式开关电源。

一种反激式开关电源，包括：变压器，所述变压器的初级绕组的一端用于连接外部电压输入端，所述初级绕组的另一端用于与开关管连接；所述变压器的次级绕组与所述反激式开关电源的输出端连接；整流电路，所述整流电路包括二极管和第一电容；所述二极管正极与所述次级绕组一端连接，所述第一电容并联连接在所述二极管的负极和所述次级绕组的另一端之间；漏电感吸收电路，所述漏电感吸收电路包括所述次级绕组以及第二电容，所述第二电容与所述次级绕组并联；所述第二电容连接在所述二极管的正极和所述次级绕组的另一端之间；所述开关管，所述开关管的输入端与所述变压器的初级绕组的另一端连接；所述开关管的输出端与所述次级绕组的另一端连接并接地；所述开关管的控制端与控制电路连接；以及所述控制电路，用于对所述开关管的通断进行控制以对所述反激式开关电源的工作进行控制。

在其中一个实施例中，所述变压器的电感为由铜导线及铁氧体磁芯构成的电感。

在其中一个实施例中，所述第二电容为无极性电容。

在其中一个实施例中，所述第二电容为瓷片电容或金属膜电容。

在其中一个实施例中，还包括控制芯片；所述控制电路和所述开关管集成在所述控制芯片内

在其中一个实施例中，所述控制芯片的型号为JD3309。

在其中一个实施例中，还包括供压电路，所述供压电路的第一端与所述外部电压输入端连接，所述供压电路的第一端还与所述控制芯片连接，以向所述控制芯片提供工作电压；所述供压电路的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述供压电路包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述外部输入电压端连接，所述第三电容的第二端接地；所述第一端还与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，还包括分压电路，所述分压电路一端与所述供压电路的第一端连接，所述分压电路的输出端与所述控制芯片连接。

在其中一个实施例中，所述分压电路包括电阻，所述电阻一端与所述供压电路的第一端连接，所述电阻的另一端与所述控制芯片连接。

上述反激式开关电源，第二电容与变压器次级绕组并联，并与变压器次级绕组构成反激式开关电源的漏电感吸收电路。第二电容使得变压器的反激电压延迟向开关管的结电容充电。这期间变压器漏电感的自感能量得以先释放一部分，从而避免了变压器漏电感电压和反激电压同时叠加向开关管的结电容充电，因此使得开关管的峰值电压降低，以达到漏电感电压吸收的目的。该反激式开关电源只需在变压器次级绕组并联第二电容，即可降低开关电源开关管峰值电压。与传统的电阻、电容以及二极管组合的吸收电路相比，该电路元器件个数少并且电路结构简单。

附图说明

图1为一实施例中的反激式开关电源的结构框图；

图2为一实施例中的反激式开关电源的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为一实施例中的反激式开关电源的结构框图。如图1所示，该反激式开关电源包括变压器100，漏电感吸收电路200，整流电路300，开关管400以及控制电路500。

变压器100包括初级电感L2和次级电感L3，初级电感L2一端与外部电压输出端10连接，用于接收外部输入电压。初级电感L2的另一端与开关管400的输入端连接。次级电感L3用于连接外部输出端20。在本实施例中，变压器100的电感为由铜导线及铁氧体磁芯构成的电感。开关管400的控制端与控制电路500连接。开关管400的输出端与次级绕组L3的另一端连接并接地。控制电路500用于对开关管400的通断进行控制以对变压器100的通断进行控制，进而实现对反激式开关电源的工作状态进行控制。开关管400可以为三极管。三极管的集电极作为开关管400的输入端，三极管的基极作为开关管400的控制端，三极管的发射极作为开关管400的输出端。

漏电感吸收电路200包括变压器100的次级电感L3以及第二电容C5。第二电容C5并联在次级电感L3的两端。在本实施例中，第二电容C5为无极性电容。例如瓷片电容、金属膜电容。整流电路300包括二极管D2和第一电容C6。二极管D2的正极与次级电感L3的一端连接，二极管D2的负极与第一电容C6连接。第一电容C6的另一端与次级电感L3的另一端连接。该反激式开关电源的输出端20与第一电容C6并联。

上述反激式开关电源，第二电容C5并联在二极管D2和变压器100的次级电感L3之间，与变压器100的次级电感L3构成反激式开关电源的漏电感吸收电路200。第二电容C5使得变压器100的反激电压延迟向开关管400内部的结电容充电。这期间变压器100的漏电感的自感能量得以先释放一部分，从而避免了变压器100漏电感电压和反激电压同时叠加向开关管400内部的结电容充电，因此使得开关管400的峰值电压降低以达到漏电感电压吸收的目的。该反激式开关电源只需在变压器100的次级电感并联第二电容C5，即可降低开关电源开关管峰值电压。与传统的电阻、电容以及二极管组合的吸收电路相比，该电路元器件个数少并且电路结构简单。

在本实施例中，该反激式开关电源还包括控制芯片600。开关管400和控制电路500集成在控制芯片600内。控制芯片600的型号为JD3309。在一实施例中，该反激式开关电源还包括供压电路700和分压电路800。供压电路700的一端与外部电压输入端10连接。供压电路700与外部电压输出端10连接的一端还与分压电路800连接，通过分压电路800向控制芯片400提供工作电压。供压电路700的另一端接地。分压电路800输入端与供压电路700的连接，分压电路800的输出端与控制芯片600连接。分压电路800用于将供压电路700的输出电压进行分压后输出给控制芯片600。

图2为一实施例中反激式开关电源的电路图。如图2所示，变压器100为变压器TFA。外部电压输入端10为输入端口Port1。反激式开关电源的输出端口20为输出端口Port2。控制芯片600为控制芯片IC1。控制芯片IC1内置开关三极管(图未示)，用于控制反激式开关电源的开启与闭合。控制芯片IC1的引脚OC(也即开关管400的输入端)与变压器TFA的初级电感L2连接。控制芯片IC1的引脚OE(也即开关管400的输出端)与变压器TFA的次级电感L3的一端连接并接地。供压电路700为第三电容C2。第三电容C2的一端与输入端口Port1连接，第三电容C2与输入端口Port1的连接端还与分压电路800连接。第三电容C2的另一端接地。分压电路800包括串联的电阻R2和电阻R3。电阻R2另一端与第三电容C2连接。电阻R3的另一端与控制芯片IC1的引脚VCC连接。第三电容C2两端的电压经过电阻R2和电阻R3分压后，输出给控制芯片IC1，以给控制芯片IC1提供工作电压。

如图2所示，变压器TFA从输入端口Port1接收外部输入电压后输出给反激式开关电源的输出端口Port2。控制芯片IC1控制变压器TFA的通断。在控制芯片IC1每个开关周期的关断瞬间，开关三极管的集电极的电压由三部分电压组成，分别为第三电容C2两端电压、变压器TFA的反激电压以及变压器TFA的漏电感的自感电压。其中第三电容C2两端电压由输入端口Port1处连接的交流线电压决定。第三电容C2两端电压经过电阻R2和电阻R3分压后输出给控制芯片IC1的开关三极管的集电极。变压器TFA的反激电压由反激式开关电源的输出电压和变压器TFA初次电感匝比决定。变压器TFA的漏电感的自感电压在漏电感能量一定的情况下由开关三极管的集电极-发射极(CE极)的结电容大小决定。

如图2所示，在变压器TFA的次级电感L两端并联第二电容C使得变压器TFA的反激电压延迟向控制芯片IC1的开关三极管的CE极的结电容充电。也即是，在控制芯片IC1每个开关周期的关断瞬间，先由第三电容C2两端电压和漏电感的自感电压向控制芯片IC1的开关三极管的CE极的结电容充电。在这期间变压器TFA的漏电感的自感能量得于释放一部分，从而避免了三部分电压同时叠加向控制芯片IC1的开关三极管的CE极的结电容充电，进而使得开关三极管的集电极峰值电压降低以实现达到漏电感电压吸收的目的。

变压器TFA向第二电容C5充电的能量，在第二电容C5两端电压高于二极管D2的导通电压时，第二电容C5和电感L3会产生谐振。第二电容C5中的部分能量在第二电容C5和电感L3发生谐振时供给该反激式开关电源的输出端。第二电容C5中的另外部分能量由第二电容C5和电感L3组成的谐振网络中的内阻消耗。选取合适的第二电容C5的值能让整个电路损耗最小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种反激式开关电源，其特征在于，包括：

变压器，所述变压器的初级绕组的一端用于连接外部电压输入端，所述初级绕组的另一端用于与开关管连接；所述变压器的次级绕组与所述反激式开关电源的输出端连接；

整流电路，所述整流电路包括二极管和第一电容；所述二极管正极与所述次级绕组一端连接，所述第一电容并联连接在所述二极管的负极和所述次级绕组的另一端之间；

漏电感吸收电路，所述漏电感吸收电路包括所述次级绕组以及第二电容，所述第二电容与所述次级绕组并联；所述第二电容连接在所述二极管的正极和所述次级绕组的另一端之间；

所述开关管，所述开关管的输入端与所述变压器的初级绕组的另一端连接；所述开关管的输出端与所述次级绕组的另一端连接并接地；所述开关管的控制端与控制电路连接；以及

所述控制电路，用于对所述开关管的通断进行控制以对所述反激式开关电源的工作进行控制。

2.根据权利要求1所述的反激式开关电源，其特征在于，所述变压器的电感为由铜导线及铁氧体磁芯构成的电感。

3.根据权利要求1所述的反激式开关电源，其特征在于，所述第二电容为无极性电容。

4.根据权利要求3所述的反激式开关电源，其特征在于，所述第二电容为瓷片电容或金属膜电容。

5.根据权利要求1所述的反激式开关电源，其特征在于，还包括控制芯片；所述控制电路和所述开关管集成在所述控制芯片内。

6.根据权利要求5所述的反激式开关电源，其特征在于，所述控制芯片的型号为JD3309。

7.根据权利要求5所述的反激式开关电源，其特征在于，还包括供压电路，所述供压电路的第一端与所述外部电压输入端连接，所述供压电路的第一端还与所述控制芯片连接，以向所述控制芯片提供工作电压；所述供压电路的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的反激式开关电源，其特征在于，所述供压电路包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述外部输入电压端连接，所述第三电容的第二端接地；所述第一端还与所述控制芯片连接。

9.根据权利要求7所述的反激式开关电源，其特征在于，还包括分压电路，所述分压电路一端与所述供压电路的第一端连接，所述分压电路的输出端与所述控制芯片连接。

10.根据权利要求9所述的反激式开关电源，其特征在于，所述分压电路包括电阻，所述电阻一端与所述供压电路的第一端连接，所述电阻的另一端与所述控制芯片连接。