1000v双管反激电源拓扑电路的制作方法

1000v双管反激电源拓扑电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种1000V双管反激电源拓扑电路,利用两个mosfet分压来解决电压过高问题。其中mosfet分为上管和下管，下管mosfet用UC3844直接驱动。上管mosfet-s极为浮动，不能直接由UC3844驱动。本实用新型利用了在下管mosfet开通时，上管mosfet-s电位拉低之特性，来驱动上管mosfet，达到了2个mosfet基本同步开通与关断的效果。本实用新型设计电路简单，效果良好。相比一般单管反激电源此方案可用于更高输入电压的应用上，且比传统双管反激电源少了一个隔离变压器，工作更加稳定。
【专利说明】1000V双管反激电源拓扑电路

【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及反激电源，尤其涉及一种双管反激电源拓扑电路。

【背景技术】
[0002]690VAC输入输出变频器，由于690VAC输入整流后DC电压达到1000VDC左右，因此变频器设计开关电源需要满足1000VDC条件，如用一般单管mosfet反激电源方案，Vds在关断时的电压为lOOOV+Vback。其中Vback电压为在关断时二次侧返回到一次侧的电压，如一次侧与二次侧匝数比为75，二次侧电压为5V，Vback = 75* (5+0.7) = 427.5V，Vds =1000V+427.5 = 1427.5。考虑到690V变频器在过电压发生时DC电压为1200V以上，此时Vds = 1200+427.5 = 1627.5V。而目前市场上的mosfet耐压都是1500V，因此单管mosfet反激电源方案不适合用于690V变频器开关电源。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在提供一种1000V双管反激电源拓扑电路，利用两个mosfet分压来解决电压过高问题，实现2个mosfet同步开通与关断。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种1000V双管反激电源拓扑电路，包括UC3844芯片，UC3844芯片的I脚串联第一电阻、第二电阻、第三电阻后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片的2脚连接第一电阻和第二电阻的公共端，UC3844芯片的3脚串联第一电容后连接第一绕组的第一端，UC3844芯片的4脚串联第二电容后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片的5脚连接直流母线的EN输入端、第一绕组的第一端以及稳压管的正极，UC3844芯片的6脚连接第一二极管的负极，UC3844芯片的7脚连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接第一绕组的第二端，UC3844芯片的8脚串联第三电容后连接直流母线的EN输入端，第四电阻连接在UC3844芯片的4脚和8脚之间，第五电阻连接在UC3844芯片的3脚和5脚之间，第四电容连接在UC3844芯片的5脚和7脚之间；第一二极管的负极串联第六电阻后连接稳压管的负极，第七电阻与第一二极管并联，第八电阻与稳压管并联，稳压管的负极连接第一 MOS管的栅极，第一 MOS管的源极连接UC3844芯片的5脚、并串联第九电阻后连接第一绕组的第一端，第一MOS管的漏极连接第二 MOS管的源极，第二 MOS管的漏极连接第二绕组的第一端、并连接第三二极管的正极，第三二极管的负极串联第五电容后连接第二绕组的第二端，第二绕组的第二端连接直流母线的PPl输入端，第十电阻、第十一电阻与第五电容并联，第二 MOS管的栅极串联第四二极管、第五二极管后连接直流母线的PPl输入端，第六二极管连接在第二MOS管的栅极和源极之间；直流母线的PPl输入端串联第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第六电容后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片的7脚连接第十九电阻和第六电容的公共端，第七二极管的正极连接第十九电阻和第六电容的公共端，第七二极管的负极串联第八电容后连接直流母线的EN输入端，第七二极管的负极串联第二十电阻后连接第八二极管的正极，第八二极管的负极连接第二 MOS管的栅极，第九电容与第二十电阻并联；第一绕组、第二绕组分别接入开关电源变压器的一次侧。
[0006]本实用新型的有益技术效果是:
[0007]本实用新型采用双管mosfet反激电源方案,利用两个mosfet分压来解决电压过高问题。其中mosfet分为上管和下管,下管mosfet用UC3844直接驱动。上管mosfet-s极为浮动，不能直接由UC3844驱动。传统的双管反激为利用隔离变压器来驱动上管mosfet，本实用新型利用了在下管mosfet开通时，上管mosfet-s电位拉低之特性，来驱动上管mosfet,达到了 2个mosfet基本同步开通与关断的效果。设计电路简单,效果良好。相比一般单管反激电源此方案可用于更高输入电压的应用上，且比传统双管反激电源少了一个隔离变压器，工作更加稳定。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的电路原理图。
[0009]图2是本实用新型的测试波形验证图之一。
[0010]图3是本实用新型的测试波形验证图之二。
[0011]图4是本实用新型的测试波形验证图之三。

【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0013]图1是本实用新型的电路原理图。其中，PP1、EN为直流母线VDC输入，Ql为上管mosfet, Q12为下管mosfet，ICl为UC3844芯片，Tl为开关电源变压器。开关电源变压器Tl的一次侧有两个绕组，分别为第一绕组和第二绕组。
[0014]UC3844芯片ICl的I脚串联电阻R2、R1、R3后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片ICl的2脚连接电阻R2和电阻Rl的公共端，UC3844芯片ICl的3脚串联电容C12后连接第一绕组的第一端，UC3844芯片ICl的4脚串联电容C12后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片ICl的5脚连接直流母线的EN输入端、第一绕组的第一端以及稳压管ZD12的正极，UC3844芯片ICl的6脚连接二极管D34的负极，UC3844芯片ICl的7脚连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接第一绕组的第二端，UC3844芯片ICl的8脚串联电容C12后连接直流母线的EN输入端，电阻R7连接在UC3844芯片ICl的4脚和8脚之间，电阻R15连接在UC3844芯片ICl的3脚和5脚之间，电容Cll连接在UC3844芯片ICl的5脚和7脚之间；二极管D34的负极串联电阻R97后连接稳压管ZD12的负极，电阻R96与二极管D34并联，电阻R98与稳压管ZD12并联，稳压管ZD12的负极连接MOS管Q12的栅极，MOS管Q12的源极连接UC3844芯片ICl的5脚、并串联电阻R13后连接第一绕组的第一端，MOS管Q12的漏极连接MOS管Ql的源极，MOS管Ql的漏极连接第二绕组的第一端、并连接二极管Dl的正极，二极管Dl的负极串联电容Cl后连接第二绕组的第二端，第二绕组的第二端连接直流母线的PPl输入端，电阻R30、R31与电容Cl并联，MOS管Ql的栅极串联二极管D6、D4后连接直流母线的PPl输入端，二极管D35连接在MOS管Ql的栅极和源极之间；直流母线的PPl输入端串联电阻R4、R5、R6、R12、R11、R14、R28、R29、电容C2后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片ICl的7脚连接电阻R29和电容C2的公共端，二极管D3的正极连接电阻R29和电容C2的公共端，二极管D3的负极串联电容ClO后连接直流母线的EN输入端，二极管D3的负极串联电阻R94后连接二极管D33的正极，二极管D33的负极连接MOS管Ql的栅极，电容C6与电阻R94并联。
[0015]构成以上电路的元器件均为市售商品。
[0016]本实用新型的动作原理说明:
[0017]I)PPl-EN供电，通过启动电阻R4，R5, R6, Rll, R12, R14, R28, R29给电容C2充电，再通过二极管D3给电容ClO充电。当电容C2电压超过UC3844芯片ICl的启动电压17V时，UC3844芯片ICl开始工作。UC3844芯片ICl的7脚开始输出驱动电压。
[0018]2)MOS管Q12导通，MOS管Ql的3脚通过电阻R13接到直流母线的EN输入端，此时由于电容ClO上有电压，通过电阻R94、电容D33，使MOS管Ql的gs驱动电压为电容ClO电压，MOS管Ql导通。
[0019]3)当UC3844芯片ICl的输出关断时，MOS管Q12关断，MOS管Q12的ds变为高阻抗。此时由于变压器的漏感，关断引起的尖锋电压使MOS管Q12的Vds超过Vdc输入，二极管D4，D6，D35正偏导通，MOS管Q12的Vds电压被钳位于Vdc电压上。
[0020]4)当MOS管Q12完全关断，MOS管Q12的ds为高阻抗，因此MOS管Ql的gs因高阻抗回路而关断。此时由于MOS管Q12的Vds被钳位到Vdc，M0S管Ql的Vds = Vback+漏感产生的电压。
[0021]5)当UC3844芯片ICl再次输出驱动电压时，重复上述步骤2)的动作。
[0022]本实用新型的测试波形验证:
[0023]1、输入 Vin550V，C3:Q12-Vds, C4 =Ql-Vds 时，测试波形如图 2 所示。
[0024]2、输入 Vin600V，C3:Q12-Vds, C4 =Ql-Vds 时，测试波形如图 3 所示。
[0025]由图3可知:a)关断时，MOS管Q12的Vds = Vin(随输入电压变化)，MOS管Ql的Vds = Vback+漏感引起的电压。b)C3-Q12-Vds上升(关断)完毕后，C4-Ql_Vds才上升(关断)。
[0026]3、C3:Q12-Vgs, C4:Q1:Vgs 时，测试波形如图 4 所示。
[0027]由上述说明以及测试波形和分析可知，MOS管Q12dlVds关断电压钳位到Vin输入，MOS管QldlVds关断电压为二次侧反馈电压，因此MOS管Q12dlVds最大值即为Vin最大值。如变频器发生过压1200V时，MOS管Q12dlVds最高电压也为1200V，选用1500V耐压mosfet可以满足。
[0028]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种100V双管反激电源拓扑电路，其特征在于:包括UC3844芯片(ICl)，UC3844芯片(ICl)的I脚串联第一电阻(R2)、第二电阻(Rl)、第三电阻(R3)后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片(ICl)的2脚连接第一电阻(R2)和第二电阻(Rl)的公共端，UC3844芯片(ICl)的3脚串联第一电容(C12)后连接第一绕组的第一端，UC3844芯片(ICl)的4脚串联第二电容(C12)后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片(ICl)的5脚连接直流母线的EN输入端、第一绕组的第一端以及稳压管(ZD12)的正极，UC3844芯片(ICl)的6脚连接第一二极管(D34)的负极，UC3844芯片(ICl)的7脚连接第二二极管(D2)的负极，第二二极管(D2)的正极连接第一绕组的第二端，UC3844芯片(ICl)的8脚串联第三电容(C12)后连接直流母线的EN输入端，第四电阻(R7)连接在UC3844芯片(ICl)的4脚和8脚之间，第五电阻(R15)连接在UC3844芯片(ICl)的3脚和5脚之间，第四电容(Cll)连接在UC3844芯片(ICl)的5脚和7脚之间；第一二极管(D34)的负极串联第六电阻(R97)后连接稳压管(ZD12)的负极，第七电阻(R96)与第一二极管(D34)并联，第八电阻(R98)与稳压管(ZD12)并联，稳压管(ZD12)的负极连接第一 MOS管(Q12)的栅极，第一 MOS管(Q12)的源极连接UC3844芯片(ICl)的5脚、并串联第九电阻(R13)后连接第一绕组的第一端，第一MOS管(Q12)的漏极连接第二 MOS管(Ql)的源极，第二 MOS管(Ql)的漏极连接第二绕组的第一端、并连接第三二极管(Dl)的正极，第三二极管(Dl)的负极串联第五电容(Cl)后连接第二绕组的第二端，第二绕组的第二端连接直流母线的PPl输入端，第十电阻(R30)、第十一电阻(R31)与第五电容(Cl)并联，第二MOS管(Ql)的栅极串联第四二极管(D6)、第五二极管(D4)后连接直流母线的PPl输入端，第六二极管(D35)连接在第二 MOS管(Ql)的栅极和源极之间；直流母线的PPl输入端串联第十二电阻(R4)、第十三电阻(R5)、第十四电阻(R6)、第十五电阻(R12)、第十六电阻(R11)、第十七电阻(R14)、第十八电阻(R28)、第十九电阻(R29)、第六电容(C2)后连接直流母线的EN输入端，UC3844芯片(ICl)的7脚连接第十九电阻(R29)和第六电容(C2)的公共端，第七二极管(D3)的正极连接第十九电阻(R29)和第六电容(C2)的公共端，第七二极管(D3)的负极串联第八电容(ClO)后连接直流母线的EN输入端，第七二极管(D3)的负极串联第二十电阻(R94)后连接第八二极管(D33)的正极，第八二极管(D33)的负极连接第二 MOS管(Ql)的栅极，第九电容(C6)与第二十电阻(R94)并联；第一绕组、第二绕组分别接入开关电源变压器(Tl)的一次侧。
【文档编号】H02M3/335GK203942448SQ201420318015
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】陈海 申请人:台安科技(无锡)有限公司