專利名稱：高頻開(kāi)關(guān)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖1所示，一種現(xiàn)有的零電壓軟開(kāi)關(guān)電路包括由Q1、Q3組成超前橋臂，Q2、Q4組成滯后橋臂，L1是諧振電感。超前橋臂的軟開(kāi)關(guān)主要依托輸出濾波電感L的作用實(shí)現(xiàn)超前橋臂的軟開(kāi)關(guān)，滯后橋臂的軟開(kāi)關(guān)主要依托諧振電感L1的能量，如果L1為十幾μH，占空比丟失厲害，變壓器匝比變大，輸出二極管反相恢復(fù)時(shí)間會(huì)比低壓時(shí)多幾百個(gè)nS，電壓比原來(lái)增加一倍；如果L1是幾個(gè)μH，L1電感的能量不足以抵消滯后橋臂的滯后臂功率管DS的寄生電容的能量，輕載時(shí)很難實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。上述電路存在著以下幾個(gè)缺點(diǎn)1、L1諧振電感的存在，從而存在環(huán)流，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通損耗大，輕載下效率較低，特別是在占空比較小時(shí)，損耗更嚴(yán)重。2、輸出整流二極管存在寄生振蕩。3、為了實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電壓開(kāi)關(guān)，必須在電路中串聯(lián)電感L1，這就減小了有效占空比，增大了原邊電流定額。
請(qǐng)參閱圖2所示，一種現(xiàn)有的零電壓零電流軟開(kāi)關(guān)電路包括由Q1～Q4四個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管功率管的全橋電路。其中Q1、Q2組成超前橋臂，兩端分別并聯(lián)有吸收電容C1、C2，用來(lái)實(shí)現(xiàn)Q1、Q2的零電壓開(kāi)關(guān)。Ls為飽和電感，CS為隔直電容，用來(lái)實(shí)現(xiàn)由Q3、Q4組成滯后臂的零電流開(kāi)關(guān)。
上述電路是在基本的移相全橋變換器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)飽和電感Ls，并在原邊電路上增加了一個(gè)阻擋電容CS，阻擋電容CS與飽和電感Ls適當(dāng)配合，能使滯后橋臂上的主開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān)。在原邊電路電壓過(guò)零階段，飽和電感工作在線性狀態(tài)，阻止原邊電路電流ip反向流動(dòng)，在原邊電路電壓為Vin或-Vin時(shí)，它工作在飽和狀態(tài)。盡管它在原理上有一些理論的突破，但依然沒(méi)有實(shí)用之處，如最大占空比范圍仍受到很多限制，輸出整流二極管依然存在寄生振蕩，特別是飽和電感工作在幾十A(V)/μS的di/dt和du/dt上，磁心上有很大的渦流損耗和磁滯損耗，導(dǎo)致飽和電感磁芯的發(fā)熱厲害，最終導(dǎo)致磁心失效，引發(fā)電路故障。

實(shí)用新型內(nèi)容本次實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)原邊電路功率處理器件的零電壓、零電流開(kāi)關(guān)變換，而且能實(shí)現(xiàn)副邊電路高頻整流電路二極管的反向軟恢復(fù)的高頻開(kāi)關(guān)電源電路。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路包括原邊電路和副邊電路，上述原邊電路包括由兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管(Q1、Q2)組成的超前橋臂、兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管(Q3、Q4)組成的滯后橋臂、與超前橋臂的功率管并聯(lián)的吸收電容(C1、C2)，上述副邊電路包括一個(gè)濾波電容(Co)、濾波電感(L)、一個(gè)電阻(R)、四個(gè)整流二極管(D1、D2、D3、D4)和一個(gè)輔助電路。
所述輔助電路包括一個(gè)鉗位電容(CS)和兩個(gè)二極管(DT、DH)。
所述嵌位電容(CS)的一端和二極管(DT)的陰級(jí)以及二極管(DH)的陽(yáng)極連接，二極管(DT)的陽(yáng)級(jí)通過(guò)濾波電容(Co)與二極管(DH)的陰極連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型高頻開(kāi)關(guān)電源電路的副邊電路，由于有鉗位電容CS的存在，副邊電路電壓被有效鉗位。副邊電路的二極管在原邊電路電流換流時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)共態(tài)導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輸出整流二極管的軟恢復(fù)。另外，由于原邊電路沒(méi)有串聯(lián)諧振電感，因此它不存在原本占空比丟失的情況。

圖1是現(xiàn)有的一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路零電壓軟開(kāi)關(guān)圖；圖2是現(xiàn)有的一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路雙軟開(kāi)關(guān)圖3是本實(shí)用新型高頻開(kāi)關(guān)電源電路圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖3所示，一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路包括原邊電路和副邊電路。上述原邊電路包括由兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管Q1、Q2組成的超前橋臂、兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管Q3、Q4組成的滯后橋臂、與超前橋臂的功率管并聯(lián)的吸收電容C1、C2。上述副邊電路包括一個(gè)濾波電容Co、濾波電感L、一個(gè)電阻R、四個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4和一個(gè)輔助電路。上述輔助電路不但可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)原邊電路中電流下降到零時(shí)，阻止原邊電路的電流向反方向增長(zhǎng)，使滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān)，還可以實(shí)現(xiàn)整流二極管的軟恢復(fù)。
所述輔助電路包括一個(gè)鉗位電容CS和兩個(gè)二極管DT、DH。嵌位電容CS的一端和二極管DT的陰級(jí)以及二極管DH的陽(yáng)極連接，二極管DT的陽(yáng)級(jí)通過(guò)濾波電容Co與二極管DH的陰極連接。LR為變壓器T的漏感，功率管Q1、Q2的軟開(kāi)關(guān)是依靠濾波電感L的作用實(shí)現(xiàn)。超前橋臂在換流的時(shí)候，讓鉗位電容CS在輸入電源的能量傳送到副邊電路時(shí)，通過(guò)一個(gè)二極管DH通路充電。在超前橋臂完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程后即原邊電路續(xù)流階段時(shí)從另外的二極管DT通路放電，從而使鉗位電容CS上的電壓反射到原邊電路使原邊電路電流迅速下降到零，實(shí)現(xiàn)滯后臂的零電流開(kāi)關(guān)。放電通路的二極管DT在鉗位電容CS充電時(shí)不導(dǎo)通，同樣，充電通路的二極管DH在鉗位電容CS放電時(shí)也不導(dǎo)通。在副邊電路中，鉗位電容CS的充電電路為變壓器副邊的整流輸出到鉗位電容CS再到二極管DH再到濾波電容Co。由于濾波電容Co較大可以看成恒電壓源，因此鉗位電容CS充電完成后其上的電壓為2(E/m-VO)(m為變壓器原付邊得匝比，VO為輸出濾波電容Co上的直流電壓)，同時(shí)鉗位電容CS上的電壓最高為2(E/m-VO)。為了說(shuō)明方便我們定義變壓器加上四個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4為變換器，在變換器的續(xù)流階段，當(dāng)鉗位電容CS上的電壓下降到小于濾波電容Co上的電壓時(shí)，二極管DT導(dǎo)通，鉗位電容CS放電使原邊電路電流迅速下降到零。
本實(shí)用新型通過(guò)以輔助電路為例，介紹了一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路，這不能被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。如果本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)本實(shí)用新型作出了非實(shí)質(zhì)性的、顯而易見(jiàn)的改變或改進(jìn)，都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路包括原邊電路和副邊電路，上述原邊電路包括由兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管(Q1、Q2)組成的超前橋臂、兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管(Q3、Q4)組成的滯后橋臂、與超前橋臂的功率管并聯(lián)的吸收電容(C1、C2)，上述副邊電路包括一個(gè)濾波電容(Co)、濾波電感(L)和一個(gè)電阻(R)，其特征在于上述副邊電路還包括四個(gè)整流二極管(D1、D2、D3、D4)和一個(gè)輔助電路，上述輔助電路不但可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)原邊電路中電流下降到零時(shí)，阻止原邊電流相反方向增長(zhǎng)，使滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān)，還可以實(shí)現(xiàn)整流二極管的軟恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述輔助電路包括一個(gè)鉗位電容(CS)和兩個(gè)二極管(DT、DH)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述嵌位電容(CS)的一端和二極管(DT)的陰級(jí)以及二極管(DH)的陽(yáng)極連接，二極管(DT)的陽(yáng)級(jí)通過(guò)濾波電容(Co)與二極管(DH)的陰極連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電源控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路。一種高頻開(kāi)關(guān)電源電路包括原邊電路和副邊電路，上述原邊電路包括由兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管組成的超前橋臂、兩個(gè)內(nèi)帶續(xù)流二極管的功率管組成的滯后橋臂、與超前橋臂的功率管并聯(lián)的吸收電容，上述副邊電路包括一個(gè)濾波電容、濾波電感、一個(gè)電阻、四個(gè)整流二極管和一個(gè)輔助電路。本實(shí)用新型高頻開(kāi)關(guān)電源電路的副邊電路，由于有鉗位電容的存在，副邊電路電壓被有效鉗位。副邊電路的二極管在原邊電路電流換流時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)共態(tài)導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輸出整流二極管的軟恢復(fù)。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK2854919SQ20052006618
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者李永富 申請(qǐng)人:珠海泰坦科技股份有限公司