一种反激式控制开关电源的制作方法

本实用新型涉及一种反激式控制开关电源，属于电源控制技术领域。

背景技术：

开关电源已广泛应用于各种电子设备中。开关电源常常通过AC/DC整流桥将电能质量较差的原生态交流电(如市电)电压经变压后转换成单向脉动直流电压，经功率因数校正(Power Factor Correction，简称：PFC)后应用DC/DC转换电路输出稳定的直流电压驱动负载(如图1所示)，往往需要使用大容量、大体积的电解电容进行储能，平衡电路瞬时脉动的输入端与输出端之间的功率，由于电解电容内阻大、漏电大、功耗大、温度稳定性差，使用寿命短，导致了开关电源的使用寿命的下降，通常采用减小输入功率或增大负载消耗功率的办法来减小储能电容容量要求，从而达到不采用电解电容而采用容量较小、稳定性较好的其它电容的目的，如采用在输入端注入3次谐波电流的方法，可减小脉动的输入功率，从而使储能电容容量减小，但谐波电流的注入大大降低了开关电源的功率因数，为了提高电路的功率因数，必须采用复杂的控制方法与控制电路，如通过调制输出电流增大负载消耗功率的方法，也能达到减小储能电容容量的目的，但当固态照明器件作为负载时，会使照明器件产生频闪现象，长期工作在频闪的光源下，会对人的眼部造成一定的损伤。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种反激式控制开关电源，以工作于不连续导电模式(DCM)状态的反激式转换电路为基础，在脉冲宽度调制(PWM)信号控制下，通过MOS场效应开关器件的导通与截止在反激式转换电路中的高频变压器两端产生高频脉冲信号，高频变压器将产生的脉冲信号以磁场感应的方式进行传递，通过二极管的开关作用和电容的充放电作用，输出稳定的直流电压提供给负载，电路工作频率高，无需使用任何电解电容，只需使用容量及体积小、温度稳定性好、使用寿命长、噪声小、工作可靠性高的薄膜电容，无需另加复杂的控制电路与控制方法，电路简单，可靠性高，功率因数高，成本低廉、当驱动照明器件时，可降低通过照明器件的低频电流脉动，改善照明器件的闪烁现象。

本实用新型所采用的方案是：包括AC/DC整流桥、电容滤波电路、DCM反激式转换电路、输出电压取样电路、PWM信号控制电路，其特征在于：AC/DC整流桥与AC输入电压及电容滤波电路连接，电容滤波电路与DCM反激式转换电路及AC/DC整流桥连接，DCM反激式转换电路与电容滤波电路、PWM信号控制电路、输出电压取样电路及负载相接，输出电压取样电路与PWM信号控制电路、DCM反激式转换电路及负载连接，PWM信号控制电路与DCM反激式转换电路及输出电压取样电路连接。

所述的AC/DC整流桥的交流输入端1、2脚分别与交流输入电压的上、下端连接，AC/DC整流桥的输出直流电压的正端3脚与DCM反激式转换电路二极管D的正端及电容滤波电路电容C1的上端连接，AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚与电容滤波电路电容C1的下端、DCM反激式转换电路电容C2的下端、DCM反激式转换电路MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接。

所述的电容滤波电路由电容C1组成，电容C1的上端与AC/DC整流桥的输出直流电压的正端3脚、DCM反激式转换电路二极管D的正端连接，电容C1的下端与AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚、DCM反激式转换电路电容C2的下端、MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接。

所述的DCM反激式转换电路由二极管D、高频变压器T、电容C2、C3、MOS场效应开关管V组成，二极管D的正端与电容C1的上端、AC/DC整流桥的输出直流电压的正端汇接，二极管D负端与高频变压器T的初级线圈L1的上端相接，高频变压器T的初级线圈L1的上端与二极管D的负端相接，高频变压器T的初级线圈L1的下端与电容C2的上端、高频变压器T的次级线圈L2的下端汇接，高频变压器T的次级线圈L2的上端与输出电压取样电路的输入端、电容C3的上端、负载的上端汇接，高频变压器T的次级线圈L2的下端与电容C2的上端、高频变压器T的初级线圈L1的下端汇接，电容C2的上端与高频变压器T的初、次级线圈L1、L2的下端相接，电容C2的下端与AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚、电容C1的下端、MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接，电容C3的上端与高频变压器T的次级线圈L2的上端、输出电压取样电路的输入端、负载的上端汇接，电容C3的下端与MOS场效应开关管V的漏极D端，负载的下端汇接，MOS场效应开关管V的漏极D端与负载的下端、电容C3的下端汇接，MOS场效应开关管V的源极S端与电容C1、C2的下端、AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚及地汇接，MOS场效应开关管V的栅极G端与PWM信号控制电路的输出端相接。

与现有技术相比，以工作于不连续导电模式(DCM)状态的反激式转换电路为基础，在脉冲宽度调制(PWM)信号控制下，通过MOS场效应开关器件的导通与截止在反激式转换电路中的高频变压器两端产生高频脉冲信号，高频变压器将产生的脉冲信号以磁场感应的方式进行传递，通过二极管的开关作用和电容的充放电作用，输出稳定的直流电压提供给负载，电路工作频率高，无需使用任何电解电容，只需使用容量及体积小、温度稳定性好、使用寿命长、噪声小、工作可靠性高的薄膜电容，无需另加复杂的控制电路与控制方法，电路简单，可靠性高，功率因数高，成本低廉、当驱动照明器件时，可降低通过照明器件的低频电流脉动，改善照明器件的闪烁现象。

附图说明

图1为背景技术所述开式关电源组成框图。

图2为本实用新型反激式控制开关电源组成框图。

图3为本实用新型实施例的反激式控制开关电源电路。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图3所示，本实施例提供一种反激式控制开关电源，包括AC/DC整流桥、电容滤波电路、DCM反激式转换电路、输出电压取样电路、PWM信号控制电路，其特征在于：AC/DC整流桥与AC输入电压及电容滤波电路连接，电容滤波电路与DCM反激式转换电路及AC/DC整流桥连接，DCM反激式转换电路与电容滤波电路、PWM信号控制电路、输出电压取样电路及负载相接，输出电压取样电路与PWM信号控制电路、DCM反激式转换电路及负载连接，PWM信号控制电路与DCM反激式转换电路及输出电压取样电路连接，AC/DC整流桥的交流输入端1、2脚分别与交流输入电压的上、下端连接，AC/DC整流桥的输出直流电压的正端3脚与DCM反激式转换电路二极管D的正端及电容滤波电路电容C1的上端连接，AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚与电容滤波电路电容C1的下端、DCM反激式转换电路电容C2的下端、DCM反激式转换电路MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接；电容滤波电路由电容C1组成，电容C1的上端与AC/DC整流桥的输出直流电压的正端3脚、DCM反激式转换电路二极管D的正端连接，电容C1的下端与AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚、DCM反激式转换电路电容C2的下端、MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接；DCM反激式转换电路由二极管D、高频变压器T、电容C2、C3、MOS场效应开关管V组成，二极管D的正端与电容C1的上端、AC/DC整流桥的输出直流电压的正端汇接，二极管D负端与高频变压器T的初级线圈L1的上端相接，高频变压器T的初级线圈L1的上端与二极管D的负端相接，高频变压器T的初级线圈L1的下端与电容C2的上端、高频变压器T的次级线圈L2的下端汇接，高频变压器T的次级线圈L2的上端与输出电压取样电路的输入端、电容C3的上端、负载的上端汇接，高频变压器T的次级线圈L2的下端与电容C2的上端、高频变压器T的初级线圈L1的下端汇接，电容C2的上端与高频变压器T的初、次级线圈L1、L2的下端相接，电容C2的下端与AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚、电容C1的下端、MOS场效应开关管V的源极S端及地汇接，电容C3的上端与高频变压器T的次级线圈L2的上端、输出电压取样电路的输入端、负载的上端汇接，电容C3的下端与MOS场效应开关管V的漏极D端，负载的下端汇接，MOS场效应开关管V的漏极D端与负载的下端、电容C3的下端汇接，MOS场效应开关管V的源极S端与电容C1、C2的下端、AC/DC整流桥的输出直流电压的负端4脚及地汇接，MOS场效应开关管V的栅极G端与PWM信号控制电路的输出端相接。

电源接通后，设MOS场效应开关管V的栅极电压为高电平，MOS场效应开关管V处于导通状态，高频变压器T次级线圈L2中的电流iL2经固态照明器件、MOS场效应开关管V的漏极D、源极S及电容C2形成回路，电流iL2近似线性上升，高频变压器T次级电感L2两端形成上负下正的电压，而高频变压器T的初级电感L1上形成上正下负的电压，二极管D截止，当电流iL2达到最高值时，MOS场效应开关管V的栅极电压变为低电平，MOS场效应开关管V处于截止状态，电流iL2下降为0，高频变压器T次级线圈L2中储存的能量转为高频变压器T初级线圈L1中的磁场能量，线圈L1上形成上负下正的电压，二极管D导通，整流后的脉动电压对电容C2进行充电，高频变压器T初级线圈L1中储存的能量也逐步转化为电容C2中电场能量，电容C2上形成上正下负的电压，并不断增大，而线圈L1中的电流iL1逐步减小，当电容C2上的电压大于二极管D的正端电压时，二极管D截止，线圈L1中的电流iL1变为零，高频变压器T初级回路处于零电流工作状态，而电容C2中储存的能量经高频变压器T次级线圈L2、电容C3及MOS场效应开关管V的漏、源极振荡衰减至零，高频变压器T次级回路处于零电流工作状态，随后，MOS场效应开关管V的栅极电压再次变为高电平，重复以上过程，在上述过程中，电路的输出电压同时通过输出电压取样电路反馈到PWM控制电路的输入端，通过PWM控制电路对MOS场效应开关管V的栅极电压进行控制，使电路得到稳定的输出电压提供给负载。

电路的PFC控制特性与PFC DCM升压控制器工作过程类似，当MOS场效应开关管V导通时，高频变压器T次级线圈L2类似于PFC DCM升压控制器中的升压电感，当MOS场效应开关管V截止时，储存在次级线圈L2中的能量反向传输给初级线圈L1，而电容C2类似于PFC DCM升压控制器中的升压电容，通过反激式控制方式提高了电路的功率因数。