專利名稱：開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法及開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源，尤其涉及一種開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法 和一種開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
由于開關(guān)電源在電性能和節(jié)能環(huán)保上的明顯優(yōu)勢，在越來越多的領(lǐng)域例如通訊、 交通設(shè)施、軍事、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、家用電器等都得到了越來越廣泛的應(yīng)用?？梢哉f目前 只要是用電的設(shè)備都需要開關(guān)電源。開關(guān)電源的優(yōu)勢在于小體積，高效率，高可靠性。發(fā)展方向重點(diǎn)在于能否滿足1、全面滿足電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。2、能否大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)。3、能否更小型化。在開關(guān)電源的發(fā)展進(jìn)程中，如何減小功率開關(guān)管的電應(yīng)力以及工作時功率開關(guān)管 自身消耗功率是一個越來越突出的問題。傳統(tǒng)的解決辦法有如下二種。第一種是減小開關(guān)應(yīng)力的電路。參見圖1、圖2和圖3，電路圖中變壓器Tl外的虛線框所示的緩沖網(wǎng)絡(luò)的工作原 理在t2時刻在開關(guān)管Tr關(guān)斷，當(dāng)Vc上升到超過Vs時，二極管Dl導(dǎo)通，電容Cl充電，Vc 上升到Vc2，電阻Rl在二極管Dl關(guān)斷的時間放掉電容Cl的充電電荷。如果沒有緩沖網(wǎng)絡(luò)， t2時刻的電壓會達(dá)到Vcl。過高的Vc電壓可能會超過功率開關(guān)管Tr的承受范圍，導(dǎo)致該 器件損壞。可以看到緩沖網(wǎng)絡(luò)是以消耗能量的方式來降低Vc的最高值。第二種是軟開關(guān)技術(shù)。開關(guān)電源中，功率開關(guān)管的損耗功率分為開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，其中開關(guān)損耗占 主要部分。隨著開關(guān)頻率的不斷提高，功率開關(guān)管的損耗功率越來越高，開關(guān)損耗所占比例 也不斷提高，對開關(guān)電源的小型化帶來越來越大的阻礙。為了解決這個問題，出現(xiàn)了軟開關(guān) 技術(shù)。圖4是一個非常標(biāo)準(zhǔn)的采用軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法的電路參見圖4和圖5，在t2時刻，開關(guān)管S關(guān)斷，變壓器Tl的原邊電感和電容Cl形成 諧振，Vc上升波形變緩，功率開關(guān)管S關(guān)斷時的損耗降低。但需要說明的是在功率開關(guān)管 S關(guān)斷時儲存在電容Cl上的能量會在開關(guān)管S開通時消耗在功率開關(guān)管S上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有傳統(tǒng)的開關(guān)電源分別存在著以上的不足，提供一種可 以減小功率開關(guān)管的開關(guān)損耗、降低成本的開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法及 運(yùn)用該方法的一種開關(guān)電源。本發(fā)明的開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法，是在開關(guān)變壓器Tl的原邊增加一個繞組L2，繞組L2的高壓端與開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸出端及功率開關(guān) 管K的D端連接在一起，繞組L2的低壓端和電容Cl連接，電容Cl的另一端接電路的地電平。本發(fā)明的開關(guān)電源，包括一個開關(guān)變壓器Tl、一個功率開關(guān)管K、一個電容Cl，所 述開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸入端接輸入電壓，輸出端接功率開關(guān)管K的D端，功率 開關(guān)管K的S端接電路的地電平，功率開關(guān)管K的G端接脈寬調(diào)制波形驅(qū)動電平，在所述開 關(guān)變壓器Tl的原邊增加一個繞組L2，繞組L2的高壓端與開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的 輸出端及功率開關(guān)管K的D端連接在一起，繞組L2的低壓端和電容Cl連接，電容Cl的另 一端接電路的地電平。參見圖6和圖7，本發(fā)明的原理及技術(shù)效果如下1、由于繞組L2和電容Cl的作用，在功率開關(guān)管K關(guān)斷t2時間，Vg的下降沿和Vc 的上升沿完全不重合，因此功率開關(guān)管K的關(guān)斷損耗為零。2、在功率開關(guān)管K開啟的tl時間，電容Cl的儲能完全通過繞組L2反饋回開關(guān)變 壓器Tl，不會形成額外的開通損耗。由于以上兩個特點(diǎn)，本發(fā)明可以大幅度減小功率開關(guān)管K的開關(guān)損耗，從而解決 開關(guān)電源發(fā)展過程中功率開關(guān)管高能耗帶來的阻礙。還可以提高整個開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率。3、由于繞組L2和電容Cl的作用，可以有效降低Vc的最高電壓，完全取代傳統(tǒng)的 緩沖網(wǎng)絡(luò)的效果。采用本發(fā)明的方法可以省掉緩沖網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約成本和減小整個開關(guān)電源的 體積。4、采用本發(fā)明的方法，使得Vc的上升波形顯著變緩，大幅度的降低整個開關(guān)電源 電路的電磁干擾，可以用更小的成本滿足電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。


圖1、圖2是現(xiàn)有兩種減小開關(guān)應(yīng)力的開關(guān)電源的電路原理圖。圖3是圖1和圖2的電路中Vc點(diǎn)電壓的時間曲線圖。圖4是采用軟開關(guān)技術(shù)的開關(guān)電源的電路原理圖。圖5是圖4電路中Vc點(diǎn)電壓的時間曲線圖。圖6本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。圖7是圖6電路中Vc點(diǎn)電壓的時間曲線圖。
具體實(shí)施例方式參見圖6，本實(shí)施例的開關(guān)電源包括一個開關(guān)變壓器Tl、一個功率開關(guān)管K、一個 電容Cl，所述開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸入端1接輸入電壓，繞組Ll的輸出端2接 功率開關(guān)管K的D端，功率開關(guān)管K的S端接電路的地電平，功率開關(guān)管K的G端接脈寬調(diào) 制波形驅(qū)動電平Vg，本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是在開關(guān)變壓器Tl的原邊增加一個 繞組L2，繞組L2的高壓端3與開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸出端2及功率開關(guān)管K的 D端連接在一起，繞組L2的低壓端4和電容Cl連接，電容Cl的另一端接電路的地電平。圖6所示的電路完全體現(xiàn)了本發(fā)明的開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方
4法。參見圖6和圖7，本實(shí)施例的工作原理如下1、在t2時刻，功率開關(guān)管K關(guān)斷，原來流過功率開關(guān)管K的電流通過繞組L2向電 容Cl充電，Vc電壓緩慢上升。2、在tl時刻，功率開關(guān)管K開啟，電容Cl上存儲的電能經(jīng)由繞組L2和功率開關(guān) 管K放電，其電能由于繞組L2的作用，變?yōu)榇拍芊答伝亻_關(guān)變壓器Tl。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法，其特征在于在開關(guān)變壓器Tl的 原邊增加一個繞組L2，繞組L2的高壓端與開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸出端及功率開 關(guān)管K的D端連接在一起，繞組L2的低壓端和電容Cl連接，電容Cl的另一端接電路的地 電平。
2.一種開關(guān)電源，包括一個開關(guān)變壓器Tl、一個功率開關(guān)管K、一個電容Cl，所述開關(guān) 變壓器Tl的原邊繞組Ll的輸入端接輸入電壓，輸出端接功率開關(guān)管K的D端，功率開關(guān)管 K的S端接電路的地電平，功率開關(guān)管K的G端接脈寬調(diào)制波形驅(qū)動電平，其特征在于在 所述開關(guān)變壓器Tl的原邊增加一個繞組L2，繞組L2的高壓端與開關(guān)變壓器Tl的原邊繞組 Ll的輸出端及功率開關(guān)管K的D端連接在一起，繞組L2的低壓端和電容Cl連接，電容Cl 的另一端接電路的地電平。
全文摘要
本發(fā)明為一種開關(guān)電源的功率開關(guān)管的關(guān)斷能量轉(zhuǎn)移方法及開關(guān)電源，解決現(xiàn)有開關(guān)電源的功率開關(guān)管損耗大的問題。本發(fā)明是在開關(guān)變壓器T1的原邊增加一個繞組L2，繞組L2的高壓端與開關(guān)變壓器T1的原邊繞組L1的輸出端及功率開關(guān)管K的D端連接在一起，繞組L2的低壓端和電容C1連接，電容C1的另一端接電路的地電平。本發(fā)明可以大幅度減小功率開關(guān)管的開關(guān)損耗，解決開關(guān)電源發(fā)展過程中功率開關(guān)管高能耗帶來的阻礙，還可以提高整個開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約成本和減小整個開關(guān)電源的體積。
文檔編號H02M1/08GK102097922SQ201010601248
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者王際 申請人:深圳市大有慶科技有限公司