专利名称：一种实现开关管零电压开通的开关电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种开关电源装置，尤其涉及一种可以实现开关管零电压开通的开关电源装置。
背景技术：
目前双管双路正激电路在开关电源中广泛使用，它比较适合大功率输出的开关电源的制作，而且电路可靠，开关管没有直通的危险，附图1是双管双路正激变换电路。
附图1中，开关管101、开关管102、二极管105、二极管106、变压器109、二极管111、二极管112组成一路双管正激电路，开关管101的S极和开关管102的D极与变压器109的原边相连，开关管101的D极与电源相连，102的S极与电源的地连接二极管105的K极与电源相连，A极与开关管102的D极连接；二极管106的A极接地，K极与开关管101的S极相连。
开关管103、开关管104、二极管107、二极管108、变压器110、二极管113、二极管114组成另外一路双管正激电路，开关管103的S极和开关管104的D极与变压器110的原边相连，开关管103的D极与电源相连，开关管104的S极与电源的地连接；二极管107的K极与电源相连，A极与开关管104的D极连接；二极管108的A极接地，K极与开关管103的S极相连。
两路双管正激电路和共用一个电感115和滤波电容116，就构成了双管双路正激电路，在一个开关周期内，两路交替工作。
该电路存在下面的缺点。
1.双管双路正激电路中使用两个变压器，增大了电源的体积和成本。
2.双管双路正激电路如果要实现开关管软开关的目的，需要增加大量的辅助电路，虽然减小了开关管的电压、电流应力，但导致电路的结构复杂，成本和体积上升。
3.双管双路正激电路中变压器副边的整流电路不能采用桥式整流电路，整流管的电压应力较高，在输出电压较高的应用场合，必须选用耐压很高的整流二极管，造成整流二极管的功耗增大，电源的效率降低。
4.双管双路正激电路中，变压器工作在第一象限，利用率高。
由于上述的缺点，使得双管双路正激电路的使用场合受到了一定的限制。
发明内容
本实用新型目的是提供一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，能克服上述电路中存在的缺陷。
本实用新型所采用的技术方案是一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，包括第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一二极管，第二二极管，第三二极管，第四二极管，第五二极管，第六二极管，一电感和一滤波电容，还包括一共用变压器，所述变压器上有第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一原边绕组的绕制方向与第二原边绕组的绕制方向相反；
所述的第一开关管，第二开关管，第一二极管，第二二极管，与变压器的第一原边绕组组成第一双管正激电路；所述的第三开关管，第四开关管，第三二极管，第四二极管，与变压器的第二原边绕组组成第二双管正激电路。
所述的第一原边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述的第二原边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述第一原边绕组的第一端子与所述第二原边绕组的第二端子为同名端；所述第一原边绕组的第二端子和所述第二原边绕组的第一端子为同名端。
所述的第一副边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述的第二副边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述第一副边绕组的第一端子与所述第二副边绕组的第二端子为同名端；所述第一副边绕组的第二端子和所述第二副边绕组的第一端子为同名端。
所述第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管和所述第一原边绕组为一组电路，第一开关管的S极与第一原边绕组的第一端子相连，D极与输入电源相连；第二开关管的D极与第一原边绕组的第二端子相连，S极与输入电源的地连接；第一二极管的K极与输入电源相连，A极与第一原边绕组的第二端子相连；第二二极管的A极与输入电源的地相连，K极与第一原边绕组的第一端子相连。
所述第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管和所述第二原边绕组为一组电路，第三开关管的S极与第二原边绕组的第一端子相连，D极与输入电源相连；第四开关管的D极与第二原边绕组的第二端子相连，S极与输入电源的地连接；第三二极管的K极与输入电源相连，A极与第二原边绕组的第二端子相连；第四二极管的A极与输入电源的地相连，K极与第二原边绕组的第一端子相连。
所述第一副边绕组的第二端子和所述第二副边绕组的第一端子连接到所述滤波电容的一端，所述第一副边绕组的第一端子和所述第二副边绕组的第二端子分别各自与第五、第六二极管的A级连接，第五、第六二极管的K级共同连接到所述电感的同一端，所述电感的另一端与所述滤波电容的另一端连接。
本实用新型与原来的双管双路正激电路相比，存在下面几个优点1.克服了双管双路正激电路两个变压器的缺点，减少了一个变压器。
2.原来的双管双路正激电路为了实现软开关的目的，需要增加大量的辅助电路，而本实用新型不需要增加任何辅助电路，基本可以做到开关管的零电压开通的目的，减小开关管的开通损耗和电压应力。
3.克服了双管双路正激电路的变压器副边不能采用桥式整流电路的缺点，非常适合高压、大功率的开关电源的制作。
4.与双管双路正激电路相比，变压器工作在一、三象限，变压器的利用率较高。
5.与双管双路正激电路相比，可以大大减小整流管、续流管的反向恢复电流，减小因此而引起的电磁干扰，容易实现电磁兼容。
图1是双管双路正激电路。
图2是本实用新型的电路。
图3是本实用新型的工作时序图。
具体实施方式
本实用新型如附图2所示本实用新型关键是将双管双路正激电路中的一个变压器去掉，采用一个变压器，在一个变压器当中，绕制一第一原边绕组N1和一第二原边绕组N2，第一原边绕组N1和N2的绕制方向相反。在图2中，变压器第一原边绕组N1和第二原边绕组N2的引脚自上而下分别为第一原边绕组的第一端子和第二端子；第二原边绕组的第一端子和第二端子，第一原边绕组N1的第一端子和第二原边绕组N2的第二端子为同名端，第一原边绕组N1的第二端子和第二原边绕组N2的第一端子为同名端，变压器绕组第一原边绕组N1的第一端子与第一开关管401的S极相连，第一开关管401的D极与输入电源Vin相连；第一原边绕组N1的第二端子与第二开关管403的D极相连，第二开关管403的S极与输入电源的地连接。第一二极管402的K极与输入电源Vin相连，A极与第一原边绕组N1的第二端子相连，第二二极管404的A极与输入电源Vin的地相连，K极与第一原边绕组N1的第一端子相连。
第二原边绕组N2的第一端子与第三开关管406的S极相连，第三开关管406的D极与输入电源Vin相连；第二原边绕组N2的第二端子与第四开关管408的D极相连，第四开关管408的S极与输入电源的地连接；第三二极管407的K极与输入电源Vin相连，A极与第二原边绕组N2的第二相连，第四二极管409的A极与输入电源Vin的地相连，K极与第二原边绕组N2的第一端子相连。
在图2中，变压器的副边为全波整流方式，第一副边绕组N3和第二副边绕组N4的引脚自上而下分别为第一副边绕组的第一端子和第二端子；第二副边绕组的第一端子和第二端子，第一副边绕组N3的第一端子和第二副边绕组N4的第二端子为同名端，第一副边绕组N3的第二端子和第二副边绕组N4的第一端子为同名端。
第一副边绕组的第二端子和第二副边绕组的第一端子共同连接到滤波电容413的一端(图中将此两端子画为同一端子)，第一副边绕组的第一端子与第五二极管410的A级连接，第二副边绕组的第二端子与第六二极管412的A级连接，第五二极管410的K级和第六二极管412的K级连接到电感411的同一端，电感411的另一端与滤波电容413的另一端连接。
在正常工作时，一个开关周期中，由第一开关管401、第一二极管402、第二开关管403、第二二板管404和变压器第一原边绕组N1组成的一组电路与第三开关管406、第三二极管407、第四开关管408、第四二极管409和变压器第二原边绕组N2组成的一组电路交替工作，如附图3所示在附图3中，t0到t4为一个开关周期，t1到t2时间内，第一开关管401和第二开关管403导通，第一原边绕组N1向副边传送能量，而第三开关管406和第四开关管408处于截止状态(不导通)，t3到t4时间内，第三开关管406和第四开关管408导通，第二原边绕组N2向副边传送能量，而第一开关管401和第二开关管403处于截止状态，t0到t1和t2到t3是工作的死区时间，该死区时间防止四个开关管同时导通而通过变压器将输入电源短路，造成开关管爆炸。变压器的工作区间为第一和第三象限，变压器的效率比图1所示的双管双路正激电路要高，变压器的副边可以采用桥式整流电路或带中间抽头的半波整流，非常适合大功率高压输出的场合。
当第一开关管401和第二开关管403关断瞬间，变压器的磁路方向发生翻转，在第二原边绕组N2上感应出第一端子为正、第二端子为负的感应电压，电压幅度与输入电压Vin相等，使第三开关管406和第四开关管408两端的电压为零，从而实现第三开关管406和第四开关管408的零电压开通，同理第三开关管406和第四开关管408关断时可以为第一开关管401和第二开关管403创造零电压开通的条件。因此在不增加任何附加电路的情况下，该实用新型就可以实现开关管的零电压开通。
另外当第一开关管401和第二开关管403或第三开关管406和第四开关管408关断时，变压器副边的第五二极管410或第六二极管412有导通转向截止，产生比较大的反向恢复电流，该电流流过变压器的副边，通过变压器耦合，在变压器的第一原边绕组N1和第二原边绕组N2上产生幅度相等、方向相反的电压，两个绕组的感应电压均叠加到电源Vin上，形成短路，使变压器副边的电感量只剩下漏感，因此，第五二级管410或第六二极管412的反向恢复电流所引起的电压尖峰比常规的开关电源大幅度的减小，从而大大降低了开关电源有输出整流二极管反向恢复电流引起的电磁干扰。
权利要求1.一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，包括第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一二极管，第二二极管，第三二极管，第四二极管，第五二极管，第六二极管，一电感和一滤波电容，其特征在于还包括一共用变压器，所述变压器上有第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一原边绕组的绕制方向与第二原边绕组的绕制方向相反；所述的第一开关管，第二开关管，第一二极管，第二二极管，与变压器的第一原边绕组组成第一双管正激电路；所述的第三开关管，第四开关管，第三二极管，第四二极管，与变压器的第二原边绕组组成第二双管正激电路。
2.根据权利要求1所述的一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，其特征在于所述的第一原边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述的第二原边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述第一原边绕组的第一端子与所述第二原边绕组的第二端子为同名端；所述第一原边绕组的第二端子和所述第二原边绕组的第一端子为同名端。
3.根据权利要求1所述的一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，其特征在于所述的第一副边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述的第二副边绕组具有两个端子，分别是第一端子和第二端子；所述第一副边绕组的第一端子与所述第二副边绕组的第二端子为同名端；所述第一副边绕组的第二端子和所述第二副边绕组的第一端子为同名端。
4.根据权利要求1所述的一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，其特征在于所述第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管和所述第一原边绕组为一组电路，第一开关管的S极与第一原边绕组的第一端子相连，D极与输入电源相连；第二开关管的D极与第一原边绕组的第二端子相连，S极与输入电源的地连接；第一二极管的K极与输入电源相连，A极与第一原边绕组的第二端子相连；第二二极管的A极与输入电源的地相连，K极与第一原边绕组的第一端子相连。
5.根据权利要求1所述的一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，其特征在于所述第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管和所述第二原边绕组为一组电路，第三开关管的S极与第二原边绕组的第一端子相连，D板与输入电源相连；第四开关管的D极与第二原边绕组的第二端子相连，S极与输入电源的地连接；第三二极管的K极与输入电源相连，A极与第二原边绕组的第二端子相连；第四二极管的A极与输入电源的地相连，K极与第二原边绕组的第一端子相连。
6.根据权利要求1所述的一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，其特征在于所述第一副边绕组的第二端子和所述第二副边绕组的第一端子连接到所述滤波电容的一端，所述第一副边绕组的第一端子和所述第二副边绕组的第二端子分别各自与第五、第六二极管的A级连接，第五、第六二极管的K级共同连接到所述电感的同一端，所述电感的另一端与所述滤波电容的另一端连接。
专利摘要一种实现开关管零电压开通的开关电源装置，包括第一至第四开关管，第一至第六二极管，一电感和一滤波电容，还包括一共用变压器，变压器上有第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一原边绕组的绕制方向与第二原边绕组的绕制方向相反；第一开关管，第二开关管，第一二极管，第二二极管，与变压器的第一原边绕组组成第一双管正激电路；第三开关管，第四开关管，第三二极管，第四二极管，与变压器的第二原边绕组组成第二双管正激电路。本实用新型克服了双管双路正激电路两个变压器的缺点，减少了一个变压器，提高了变压器的利用率，大大减小反向恢复电流，减小因此而引起的电磁干扰，容易实现电磁兼容。
文档编号H02M3/24GK2659018SQ0325956
公开日2004年11月24日 申请日期2003年7月9日 优先权日2003年7月9日
发明者郭宇 申请人:中兴通讯股份有限公司