一种高精度原边反馈反激式电源拓扑结构的制作方法

文档序号:11488059阅读:1054来源:国知局

本实用新型涉及一种高精度原边反馈反激式电源拓扑结构,属于反激式开关电源结构技术领域。



背景技术:

目前,反激式开关电源由于其占空比变化范围宽,本身同时兼顾了变压和储能的功能,输出受输入变化影响小,体积小成本低等特点,已经成为小功率电源领域结构的首选。其中应用最广的反激式电源拓扑就是副边反馈型结构,通过辅助绕组电压采样进行反馈控制,使变压器输入永远跟随输出变化而变化,让输出电压在负载变化的情况下保持不变。但是,由于反激式开关电源本身的结构特点,变压器磁芯间留有气息,就造成不同制造工艺下,初级和次级线圈间存在漏电感的问题,使开关电源输出精度出现变差,以及使电源本身的工作效率变低。同时,副边反馈结构的特点,是采样电压只能采用一路信号,在多路负载输出情况下,非采样电压输出就会随着整体负载电流的改变而变化,这就让输出电压精度变的更差,这也是反激式拓扑结构无法应用到精度要求的高场合的原因。以往普通的原边反馈型反激电源,需要另加与原边共地辅助绕组,这就大大增加了电源的复杂度,其同样存在漏感造成的输出精度差的问题。



技术实现要素:

本实用新型目的是提供一种高精度原边反馈反激式电源拓扑结构,利用与输出电压存在匝比关系的反射电压来作为采样信号,并通过延时采样的方式,跳过开关管关断时刻的震荡阶段,将采集到的信号做一定的计算和调整,控制实现输出电压的平稳可靠,不仅可以提高反激式开关电源输出精度,而且简化了变压器本身的制作工艺和体积,更免去了副边反馈型结构的隔离芯片和光耦,增加了电源工作可靠性,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是:一种高精度原边反馈反激式电源拓扑结构,包含反激式开关电源、寄生电阻、减法器、分压电阻一、分压电阻二、信号保持电路、比较器一、积分器、加法器、比较器二、RS触发器、时钟信号和或非门电路,所述减法器的输入端与反射电压、输入电压互相连接,减法器的输出端经分压电阻一、分压电阻二后与信号保持电路互相连接,信号保持电路的输出端与比较器一、比较器二依次连接,积分器、加法器分别与比较器一、比较器二互相连接,比较器二的输出端经RS触发器后,与时钟信号共同作为或非门电路的输入端,或非门电路的输出端与反激式开关电源互相连接,寄生电阻设置在反激式开关电源中。

所述反激式开关电源为铁心和绕组结构。

本实用新型的有益效果是:利用与输出电压存在匝比关系的反射电压来作为采样信号,并通过延时采样的方式,跳过开关管关断时刻的震荡阶段,将采集到的信号做一定的计算和调整,控制实现输出电压的平稳可靠,可以在无需增加副边绕组和隔离光耦IC的情况下,就能高精度的控制电源输出,并保持此精度不受负载和电源本身制作工艺的影响,大大简化了电源制作难度和成本。

附图说明

图1是本实用新型的原理图;

图中:反激式开关电源1、寄生电阻2、减法器3、分压电阻一4、分压电阻二5、信号保持电路6、比较器一7、积分器8、加法器9、比较器二10、RS触发器11、时钟信号12、或非门电路13;

Vin为电源输入电压;Vo1为负载输出电压;Vo2为辅助负载输出电压;Lp为初级电感量;Ls1和Ls2为次级电感量;R1和R2为等效负载电阻;D1和D2为快速整流二极管;C1和C2为等效滤波电容;M1为MOS管;Vds为MOS管集电极电压;Vg为MOS管门极出发信号;Rs为电流采样电阻;Ve为一级比较器输出电压值;Vn为固定基准电压值;Vref为补偿后的基准电压值。

具体实施方式

以下结合附图,通过实施例对本实用新型作进一步说明。

高精度原边反馈反激式电源拓扑结构,包含反激式开关电源1、寄生电阻2、减法器3、分压电阻一4、分压电阻二5、信号保持电路6、比较器一7、积分器8、加法器9、比较器二10、RS触发器11、时钟信号12和或非门电路13,所述减法器3的输入端与反射电压、输入电压互相连接,减法器3的输出端经分压电阻一4、分压电阻二5后与信号保持电路6互相连接,信号保持电路6的输出端与比较器一7、比较器二10依次连接,积分器8、加法器9分别与比较器一7、比较器二10互相连接,比较器二10的输出端经RS触发器11后,与时钟信号12共同作为或非门电路13的输入端,或非门电路13的输出端与反激式开关电源1互相连接,寄生电阻2设置在反激式开关电源1中。

所述反激式开关电源1为铁心和绕组结构。

反射电压(Vds)先和输入电压(Vin)做减法,经过电阻分压后进入信号保持电路6,输出信号与基准电压(Vref)比较,输出信号与电路采样信号作比较,输出信号通过RS触发器11后,与时钟信号12做或非门运算,产生开关管控制脉冲(Vg),控制反激式开关电源1工作。

在实际应用中,由于结构决定,反激式开关电源1原副边间一定会存在漏电感,所以漏感Lq=Lp-Ls1-Ls2;任何电路结构都不可能是理想的,所以其周边元器件一定存在工艺一致性和寄生电阻问题。为了满足多路负载输出的同时稳定性,电路结构在克服负载变化的同时,更要克服上述工艺和寄生因素的影响。

由于原边的反射电压与输出电压是存在匝比关系的,所以本实用新型利用此反射电压来作为采样信号,但此反射电压是随着MOS管的开关而产生周期性震荡的,不能全部采样使用,故使用延时采样法,根据MOS管的开关周期,延迟约1/2的开关周期进行信号采样,根据这个信号与原定输出基准电压作比较,从而知道此时反射电压与输出电压的关系。通常反激式开关电源输入电平Vin是不能确定的,有时电压等级非常的高,所以必须进行降压处理,在这里通过增加一个减法器3实现。减法器3出来的信号经过分压电阻一4、分压电阻二5的电阻分压得到需要的电平信号,经过一个信号上升沿触发信号保持电路6,把这个瞬时采样到的信号进行保持。然后此信号和基准电平信号Vref做比较,Vref信号是所需输出基准电平和原边电流信号进行积分补偿后得到的,它是电流补偿电压和基准电压的和。如果直接使用基准电压作为比较信号的话,此电路会受到寄生电阻2的影响,且随着寄生电阻2的加重,寄生电阻2的分压作用就越发的明显,会使输出负载电压Vo1和Vo2越来越低,所以此刻必须加入电流积分补偿电路,原理为Vref=Vo1+Io*Rg,只要取得正确的补偿参数,即可消除寄生电阻2的影响。此Vref与采样反射电压进行比较,得到了一级比较输出信号Ve,Ve可以时时反映出输出功率的大小。此刻,Ve与原边电流信号比较,可以产生一个控制MOS管开关的原始信号,但这个信号不能直接使用,因为它是一个固定保持不变的信号,其必须与一定频率的时钟信号结合,通过RS触发器11后,信号和时钟信号12做或非门运算,形成一个固定频率的开关控制信号Vg,从而直接控制MOS管的开通和关闭。

由于此种电路结构的采用原边反射电压采样控制方式,可以排除漏感和寄生电阻的影响,当漏感和寄生电阻增加时,只是相应的增加了反射电压的电平等级,只要略微调整Vref的值就能避开漏感和寄生电阻的影响,也就是工艺的影响,使输出电平一直保持着高精度稳态的输出,不会出现微弱的偏差。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1