CN218633669U - 一种ic供电电路及反激变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关电源领域，具体涉及一种IC供电电路及反激变换器。一种反激变换器，其包括：反激功率电路以及分别与所述反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路，还包括IC供电电路，IC供电电路连接在RCD吸收电路和控制电路之间，RCD吸收电路存储的能量经由IC供电电路给控制电路供电。IC供电电路从RCD吸收电路取电，经过电容分压再通过线性稳压电路稳压后给控制电路供电。本实用新型有效地利用了反激漏感的能量，提高了能量的利用率；同时，无需通过辅助绕组供电，大大简化了变压器结构，提高了变压器的传输效率。

Description

一种IC供电电路及反激变换器

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种反激变换器以及一种用于反激变换器的IC 供电电路。

背景技术

在传统的反激电路中，控制IC供电一般采用辅助绕组供电，如图1所示，变压器由原边励磁绕组、辅助供电绕组和副边耦合绕组构成。在变压器设计中需要增加辅助供电绕组，导致变压器的结构复杂化，增加变压器的制造成本，并且会导致变压器的耦合变差，进而导致传输效率下降。为了解决反激变换器中的控制IC供电需要采用辅助绕组供电的问题，本实用新型提供一种反激变换器，采取IC供电电路的设计，无需辅助绕组供电，直接利用RCD吸收电路存储的能量给控制电路供电，避免RCD吸收电路中的能量浪费，提高变压器的传输效率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种反激变换器，无需通过辅助绕组给控制电路供电，而是直接通过RCD吸收电路存储的能量给控制电路供电，避免RCD吸收电路中的能量浪费，提高变压器的传输效率。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下的技术方案来实现：

提供一种反激变换器，其包括：反激功率电路以及分别与反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路，还包括IC供电电路，IC供电电路连接在RCD吸收电路和控制电路U1之间，RCD吸收电路存储的能量经IC供电电路给控制电路U1供电。

进一步地，RCD吸收电路包括：第一电阻R1、第一电容C1和第一二极管D2；

第一电阻R1的第一端和第一电容C1的第一端分别与输入电压Vin连接；第一电阻R1 的第二端、第一电容C1的第二端分别与第一二极管D2的阴极连接，其连接节点作为RCD吸收电路输出端；第一电容C1的第一端和第一二极管D2的阳极与反激功率电路的变压器T1连接；

IC供电电路包括：第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二电阻R2、第一开关管Q1和稳压管D1；

第二电容C2的第一端作为IC供电电路的输入端与RCD吸收电路输出端连接，第二电容C2的第二端分别连接第一开关管Q1的第一端、第二电阻R2的第一端和第三电容C3的第一端；第一开关管Q1的第二端分别连接第二电阻R2的第二端和稳压管D1的阴极；第一开关管Q1的第三端与第四电容C4的第一端连接，其连接节点作为IC供电电路的输出端与控制电路U1的供电端VCC连接；第三电容C3的第二端、稳压管D1的阳极和第四电容C4 的第二端接地。

进一步地，IC供电电路中的第二电容C2和第三电容C3串联在第一二极管D2的阴极和参考地GND之间，用于对IC供电电路所接收到的RCD吸收电路输出端的输出电压进行分压降压。

进一步地，IC供电电路中的第一开关管Q1、第二电阻R2、稳压管D1和第四电容C4构成线性稳压电路，通过对第二电容C2和第三电容C3的节点电压进行线性稳压后，给控制电路供电。

进一步地，第一开关管Q1为三极管，其中，第一开关管Q1的第一端为三极管的集电极，第一开关管Q1的第二端为三极管的基极，第一开关管Q1的第三端为三极管的发射极。

提供一种IC供电电路，应用于反激变换器，其中，反激变换器包括：反激功率电路以及分别与反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路U1；IC供电电路包括：第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二电阻R2、第一开关管Q1和稳压管D1；

第二电容C2的第一端作为IC供电电路的输入端与RCD吸收电路的输出端连接，第二电容C2的第二端分别连接第一开关管Q1的第一端、第二电阻R2的第一端和第三电容C3的第一端；第一开关管Q1的第二端分别连接第二电阻R2的第二端和稳压管D1的阴极；第一开关管Q1的第三端与第四电容C4的第一端连接，其连接节点作为IC供电电路的输出端与控制电路U1的供电端VCC连接，第三电容C3的第二端、稳压管D1的阳极和第四电容 C4的第二端接地。

进一步地，第一开关管Q1为三极管，其中，第一开关管Q1的第一端为三极管的集电极，第一开关管Q1的第二端为三极管的基极，第一开关管Q1的第三端为三极管的发射极。

本申请的工作原理将结合具体的实施例进行描述，在这不进行赘述。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的一种反激变换器，无需利用辅助供电绕组给控制IC供电，而是直接通过RCD吸收电路存储的能量经IC供电电路给控制IC供电，简化反激变换器结构，提高 RCD吸收电路的能量利用率，降低产品成本，同时优化变压器耦合方式，提高了变压器的功率传输效率。

2、本实用新型提供的IC供电电路，通过采用电容分压降压，而非电阻分压降压的方式，更能降低产品的损耗。

3、本实用新型提供的IC供电电路，先通过电容进行分压降压，降低IC供电电路所接收的供电电压后再进行线性稳压，比直接进行线性稳压的损耗更低。

附图说明

图1为现有的反激变换器的电路原理图；

图2为本实用新型提供的反激变换器的电路原理图；

图3为本实用新型提供的反激变换器的工作仿真图。

具体实施方式

为了使本使用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本使用新型进一步详细说明。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。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中描述的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列元器件或单元电路不必限于清楚地列出的那些元器件或单元电路，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些电路固有的元器件或单元电路。

请参考图2，在本实施例中，提供一种反激变换器，用于反激开关电源；

反激变换器包括：反激功率电路以及分别与反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路U1，还包括IC供电电路，IC供电电路连接在RCD吸收电路和控制电路U1之间，RCD吸收电路存储的能量经IC供电电路给控制电路U1供电。

反激功率电路包括：变压器T1、第二开关管Q2、第二二极管D3和第五电容C5；变压器T1的第一端与输入电压Vin连接，第二端与第二开关管Q2的漏极连接，第三端与第二二极管D3的阳极连接，第四端分别与第五电容C5的第一端和输出负端Vo-连接；第二开关管 Q2的源极与参考地GND连接，第二开关管Q2的栅极与控制电路U1的控制信号输出端GS 连接；第二二极管D3的阴极分别与第五电容C5的第二端和输出正端Vo+连接。

实施例中的RCD吸收电路包括：第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D2；其中，第一电阻R1为泄放电阻，第一电容C1为吸收电容，第一二极管D2为钳位二极管；第一二极管D2的阳极分别与变压器T1的第二端和第二开关管Q2的漏极连接，第一二极管D2的阴极分别与第一电容C1的第二端和第一电阻R1的第二端连接；第一电容C1的第一端分别与第一电阻R1的第一端、变压器T1的第一端和输入电压Vin连接。

实施例中IC供电电路包括：第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一开关管Q1、稳压管D1和第二电阻R2；第二电容C2的第一端作为IC供电电路的输入端，用于与RCD 吸收电路的第一二极管D2的阴极连接；第二电容C2的第二端分别与第三电容C3的第一端、第二电阻R2的第一端和第一开关管Q1的集电极连接；第一开关管Q1的基极分别与稳压管 D1的阴极和第二电阻R2的第二端连接；第一开关管Q1的发射极与第四电容C4的第一端连接，其连接节点作为IC供电电路的输出端与控制电路U1的供电端VCC连接；第三电容C3 的第二端、稳压管D1的阳极和第四电容C4的第二端接参考地GND。

控制电路U1的输入端HV与输入电压Vin连接，控制电路U1的供电端VCC与IC供电电路的第一开关管Q1的发射极连接；控制电路U1的控制信号输出端GS与反激功率电路的第二开关管Q2的栅极连接。

本实施例的工作原理如下：

反激功率电路在控制电路U1驱动第二开关管Q2开关的作用下实现原副边的能量转换。当第二开关管Q2闭合，原边励磁线圈激磁，磁芯被磁化，RCD吸收电路开始存储能量；当第二开关管Q2断开，副边线圈通过第二二极管D3的正向导通，磁芯在副边产生正向感应电动势，并将磁芯能量传送到副边。在第二开关管Q2关断的过程，由于副边反射电动势的作用下，第二开关管Q2的漏极对地电压被钳位在Vin+nVo；又因为变压器T1存在漏感，而漏感的能量无法传送到副边，在第二开关管Q2断开的过程中，原边能量通过钳位二极管D2 续流，被第一电容C1吸收，此时RCD吸收电路输出端VC的电压等于Vin+nVo加上漏感能量在第一电容C1叠加的电压；漏感的能量将在开关周期内通过第一电阻R1以热能的形式释放，此时，该能量即为开关电源的损耗。

在IC供电电路中，第二电容C2和第三电容C3串联，连接在RCD吸收电路输出端VC和参考地GND之间；IC供电电路接收RCD吸收电路输出端所输出的电压VC后，通过第二电容C2和第三电容C3分压，调整降低为电压Vsup，以避免超过第一开关管Q1的耐压值；第一开关管Q1的集电极接收降压后的电压Vsup；第一开关管Q1的基极连接稳压管D1，第二电阻R2连接在稳压管D1的阴极和第二电容C2与第三电容C3的连接节点Vsup之间，用于给第一开关管Q1的基极提供基准电压。通过稳压管D1阴极的基准电压控制第一开关管 Q1发射极的电压稳定，以便于将IC供电电路所输出的电压控制在控制电路U1所需的电压范围内；第四电容C4用于存储IC供电电路所输出的能量，用以维持控制电路U1的正常供电。以上即是该实施例中反激变换器的工作原理。

本优选实施例所提供的反激变换器的工作仿真波形如图3所示，波形Vgs/V为控制电路 U1的控制信号输出端GS的波形、波形VC/V为RCD吸收电路输出端VC电压的波形、波形Vsup/V为IC供电电路中分压电容串联点Vsup的电压波形、波形Vcc/V为控制电路U1供电端Vcc的电压波形、Ivcc/mA为控制电路U1供电端Vcc的电流波形。稳态时，RCD吸收电路输出端VC的电压约为400V，经IC供电电路中的第二电容C2和第三电容C3分压后，分压电容串联点Vsup的电压降到约为70V，再经线性稳压电路将供电电压Vcc稳定在18V左右。需补充的是，IC供电电路中电容的分压值和供电电压Vcc的稳压值由电路器件参数设计决定。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的实用新型构思，并不用于限制本实用新型，对于技术领域的普通技术人员来说，凡在不脱离本实用新型原型原理的前提下，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种反激变换器，其包括：反激功率电路以及分别与所述反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路，其特征在于，还包括IC供电电路，所述IC供电电路连接在所述RCD吸收电路和所述控制电路之间，所述RCD吸收电路存储的能量经所述IC供电电路给所述控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的反激变换器，其特征在于，

所述RCD吸收电路包括：第一电阻、第一电容和第一二极管；

所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端分别与输入电压连接；所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端分别与所述第一二极管的阴极连接，其连接节点作为所述RCD吸收电路输出端；所述第一电容的第一端和所述第一二极管的阳极与所述反激功率电路的变压器连接；

所述IC供电电路包括：第二电容、第三电容、第四电容、第二电阻、第一开关管和稳压管；

所述第二电容的第一端作为所述IC供电电路的输入端与所述RCD吸收电路输出端连接，所述第二电容的第二端分别连接所述第一开关管的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电容的第一端；所述第一开关管的第二端分别连接所述第二电阻的第二端和所述稳压管的阴极；所述第一开关管的第三端与所述第四电容的第一端连接，其连接节点作为所述IC供电电路的输出端与所述控制电路的供电端连接；所述第三电容的第二端、所述稳压管的阳极和所述第四电容的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的反激变换器，其特征在于，所述IC供电电路中的所述第二电容和所述第三电容串联在所述第一二极管的阴极和参考地之间，用于对IC供电电路所接收到的RCD吸收电路输出端的输出电压进行分压降压。

4.根据权利要求2所述的反激变换器，其特征在于，所述IC供电电路中的第一开关管、第二电阻、稳压管和第四电容构成线性稳压电路，通过对所述第二电容和所述第三电容的节点电压进行线性稳压后，给所述控制电路供电。

5.根据权利要求2所述的反激变换器，其特征在于：所述第一开关管为三极管，其中，所述第一开关管的第一端为三极管的集电极，所述第一开关管的第二端为三极管的基极，所述第一开关管的第三端为三极管的发射极。

6.一种IC供电电路，应用于反激变换器，其中，所述反激变换器包括：反激功率电路以及分别与所述反激功率电路连接的RCD吸收电路和控制电路；其特征在于，所述IC供电电路包括：第二电容、第三电容、第四电容、第二电阻、第一开关管和稳压管；

所述第二电容的第一端作为所述IC供电电路的输入端与所述RCD吸收电路的输出端连接，所述第二电容的第二端分别连接所述第一开关管的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电容的第一端；所述第一开关管的第二端分别连接所述第二电阻的第二端和所述稳压管的阴极；所述第一开关管的第三端与所述第四电容的第一端连接，其连接节点作为所述IC供电电路的输出端与所述控制电路的供电端连接，所述第三电容的第二端、所述稳压管的阳极和所述第四电容的第二端接地。

7.根据权利要求6所述的IC供电电路，其特征在于：所述第一开关管为三极管，其中，所述第一开关管的第一端为三极管的集电极，所述第一开关管的第二端为三极管的基极，所述第一开关管的第三端为三极管的发射极。

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