一种输出同步整流的推挽电路的制作方法

文档序号:10771734阅读:995来源:国知局
一种输出同步整流的推挽电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及推挽电路领域,公开了一种输出同步整流的推挽电路。具体包括变压器、控制系统模块、同步控制模块、系统开关管、同步整流开关管、电感;所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组,第一次级绕组和第二次级绕组间的结点连接电感,再接输出端+Vo;第一次级绕组和第二次级绕组的另一端分别连接一个同步整流开关管的漏极;控制系统模块连接供电端,控制系统模块包括两个输出端,同步控制模块包括两个信号检测端口和两个信号驱动端口,信号检测端口均连接控制系统模块,信号驱动端口连接对应的同步整流开关管的栅极,两个同步整流开关管原极均连接第二电容器,再接参考地,第二电容器另一端接输出端+Vo。
【专利说明】
一种输出同步整流的推挽电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及推挽电路技术领域,特别是一种输出同步整流的推挽电路。
【背景技术】
[0002]随着电子电力技术的发展,开关电源已经逐渐兴起,开关电源也包含着不同的类型,内部电路包括正激式电路、反激式电路、全桥式电路和推免电路等。其中推挽电路包括变压器及其初级和次级绕组,具有对称性,形成的开关电源具有体积小的优势。另外,开关电源的工作效率也是衡量产品质量时非常重要的性能之一。
[0003]如图1所示为传统的自驱动式同步整流电路图,该推挽电路采用变压器次级绕组自驱动方式来控制开关管Q31和Q41的开通与关断,为负载提供能量。上述自驱动式同步整流电路容易出现电流反向现象,为低负载供电时,能量损耗较大,开关电源的工作效率低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型公开了一种输出同步整流的推挽电路。
[0005]本实用新型的技术方案是这样的:
[0006]—种输出同步整流的推挽电路,具体包括变压器、控制系统模块、同步控制模块、系统开关管、同步整流开关管、电感;所述变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组,所述第一次级绕组和第二次级绕组之间的结点连接电感,再连接输出端+Vo;第一次级绕组和第二次级绕组的另一端分别连接一个同步整流开关管的漏极;所述控制系统模块连接供电端VCC,控制系统模块包括两个输出端,所述同步控制模块包括两个信号检测端口和两个信号驱动端口,所述两个信号检测端口分别连接控制系统模块两个输出端,每一个信号驱动端口连接对应的同步整流开关管的栅极,所述两个同步整流开关管原极均连接第二电容器,再连接参考地,所述第二电容器另一端连接输出端+Vo。
[0007]进一步地,上述推挽电路具有两个供电端VCC分别连接控制系统模块和同步控制模块。
[0008]进一步地,上述推挽电路的控制系统模块供电端VCC和输入端-Vin之间连接第三电容器,输入端-Vin与输入端+Vin连接第一电容器。
[0009]进一步地,上述推挽电路的同步控制模块的供电端和参考地GND之间连接第四电容器,第四电容器连接参考地的一侧还与同步控制模块连接。
[0010]进一步地,上述推挽电路的每个同步整流开关管均并联了对应的二极管。
[0011]进一步地,上述系统开关管的栅极与控制系统模块对应的输出端之间还连接了电阻,系统开关管的栅极与输入端-Vin之间连接了电阻。
[0012]相对于在现有技术的基础,采用上述技术的有益效果是:采用控制系统模块和同步控制模块,实现同步整流开关管交替工作,增加储能器件电感器和电容器,实现开关管关闭时,储能期间给负载提供能量,提高系统的稳定性;减少了开关管开通损耗,提高产品的工作效率,消除电流反向,同时也提高轻负载工作情况下的能量使用效率。
【附图说明】
[0013]图1为传统的自驱动式同步整流电路图。
[0014]图2为本实用新型同步整流推挽电路图。
[0015]图3为图2中控制系统模块输出端信号时序图。
【具体实施方式】
[0016]现结合附图对本实用新型做进一步描述。
[0017]一种输出同步整流的推挽电路,具体包括变压器Tl、控制系统模块Ul、同步控制模块U2、系统开关管Ql和Q2、同步整流开关管Q3和Q4、电感LI;所述变压器Tl包括第一初级绕组Npl、第二初级绕组Np2、第一次级绕组Nsl和第二次级绕组Ns2,所述第一次级绕组Nsl和第二次级绕组Ns2之间的结点连接电感LI,再连接输出端+Vo,第一次级绕组Nsl和第二次级绕组Ns2的另一端分别连接同步整流开关管Q3、Q4的漏极;所述控制系统模块Ul包括四个输出端Gl、G2,输出端Gl连接系统开关管Ql的栅极,系统开关管Ql漏极连接第一初级绕组Npl,输出端G2连接系统开关管Q2的栅极,系统开关管Q2漏极连接第二初级绕组Np2;所述同步控制模块U2包括两个信号检测端口 G3和G4以及两个信号驱动端口 G31和G41,所述信号检测端口 G3和G4连接控制系统模块,所述信号驱动端口 G31连接同步整流开关管Q3的栅极,所述信号驱动端口 G41连接同步整流开关管Q4的栅极,所述同步整流开关管Q3和Q4的原极均连接第二电容器C2,再连接参考地GND,所述第二电容器C2另一端连接输出端+Vo。
[0018]进一步地,上述推挽电路具有两个供电端VCC分别连接控制系统模块Ul和同步控制模块U2。
[0019]进一步地,上述推挽电路的控制系统模块Ul的供电端VCC和输入端-Vin之间连接第三电容器C3,输入端-Vin与输入端+Vin连接第一电容器Cl。所述第一电容器Cl可以将输入端的干扰或尖峰电压滤除掉,同时也起到这个电源输入端储能的作用;第三电容C3为控制系统Ul供电端VCC的滤波电容,供电端VCC是由外部辅助电源提供,当引线较远时,引线中将引入外部干扰信号,电压经过第四电容器C4滤波后再提供给同步控制系统;另外,控制系统Ul在工作时内部电路会进行充放电,电容器C4可以储存能量,为后继电路供电,提高控制系统Ul稳走性。
[0020]进一步地,上述推挽电路的同步控制模块U2的供电端VCC和参考地GND之间连接第四电容器C4,电容器C4连接参考地的一侧还与同步控制模块U2连接。第四电容器C4是同步控制模块U2供电段VCC的滤波电容,供电端VCC是由外部辅助电源提供,当引线较远时,引线中将引入外部干扰信号,电压经过第四电容器C4滤波后再提供给同步控制系统U2;另外,同步控制模块U2在工作时内部电路会进行充放电,电容器C4可以储存能量,为后继电路供电,提尚同步控制系统U2稳定性。
[0021 ]进一步地,上述推挽电路的同步整流开关管Q3并联二极管D3,同步整流开关管Q4并联二极管D4。二极管给对应的同步整流开关管提供保护作用,当Q3和Q4中有反向电流时,这时反向电流经相应的二极管D3和D4进行续流,起到保护和减少损耗的作用。
[0022]进一步地,上述系统开关管Ql和Q2栅极分别与控制系统模块Ul的端口 Gl和G2之间连接了电阻Rl和R3,系统开关管Ql和Q3的栅极与输入端-Vin之间连接了电阻R2和R4。所述电阻Rl和电阻R2开通和关断速度非常快,减少系统开关管Ql和Q3的开通时间,从而减少开通损耗;电阻R2和R4为放电电阻,为系统开关管Ql和Q3的结电容提供放电通道,使结电容中的电快速放掉。
[0023]如图3,为控制系统模块Ul输出端口工作电平时序表,11过程中,控制系统模块Ul的输出端口 GI为高电平、输出端口 G2为低电平,通过同步控制模块U2以及信号检测端口 G3和G4,将电压信号传输并处理,同步控制模块U2驱动信号端口G31和G41分别输出高电平和低电平。驱动信号端口 G31连接的同步整流开关管Q3通道,变压器Tl的第一次级绕组Nsl向负载提供能量,并且给电容器C2和电感LI充电;驱动信号端口 G41连接的同步整流开关管Q4关断。Λ11时间段,控制系统模块UI的输出端口均为低电平,对应的驱动信号端口 G31和驱动信号端口G41均为低电平,同步整流开关管Q3和Q4均关断,此时储能元件电感LI向负载供电。
[0024]Atl结束到t2开始,输出端口 G2变为高电平,系统开关管Q2导通,因为系统开关管Q2为电压型器件,此时与系统开关管Q2连接的电阻R3做为驱动电阻,开通和关断的速度都非常快,减小开关管Q2在开通时的上升时间,从而减少开关管的开通损耗;在此之前,同步整流开关管Q3和Q4是关断状态,同时避免能量反流。
[0025]t2过程中,控制系统模块Ul的输出端口Gl为低电平、输出端口G2为高电平,通过同步控制模块U2以及信号检测端口G3和G4,将电平信号传输并处理,同步控制模块U2驱动信号端口 G31和G41分别输出低电平和高电平。驱动信号端口 G31连接的同步整流开关管Q3关断,驱动信号端口 G41连接的同步整流开关管Q4导通,变压器Tl的第二次级绕组Ns2向负载提供能量,并且给电容器C2和电感LI充电;At2时间段,控制系统模块Ul的输出端口均为低电平,对应的驱动信号端口 G31和驱动信号端口 G41均为低电平,同步整流开关管Q3和Q4均关断,此时储能元件电感LI向负载供电。
[0026]At2结束到t3开始,输出端口 Gl变为高电平,系统开关管Ql导通,因为系统开关管Ql为电压型器件,此时与系统开关管Ql连接的电阻Rl做为驱动电阻,开通和关断的速度都非常快,减小开关管Q2在开通时的上升时间,从而减少开关管的开通损耗;在此之前,同步整流开关管Q3和Q4是关断状态,同时避免能量反流。
[0027]虽然本实用新型的技术内容已经以较佳的实例公开如上,然而并非用以限定本实用新型,如果本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神所做的非实质性改变或改进,都应该属于本实用新型权利要求保护的范围。
【主权项】
1.一种输出同步整流的推挽电路,其特征在于包括变压器(Tl)、控制系统模块(U1)、同步控制模块(U2)、系统开关管(Q1、Q2)、同步整流开关管(Q3、Q4)、电感(LI);所述变压器(Tl)包括第一初级绕组(Npl)、第二初级绕组(Np2)、第一次级绕组(Nsl)和第二次级绕组(Ns2),所述第一次级绕组(Nsl)和第二次级绕组(Ns2)之间的结点连接电感(LI),再连接输出端+Vo,第一次级绕组(Nsl)和第二次级绕组(Ns2)的另一端分别连接同步整流开关管(Q3、Q4 )的漏极;所述控制系统模块(UI)包括两个输出端(G1、G2 ),输出端(GI)连接系统开关管(Ql)的栅极,系统开关管(Ql)漏极连接第一初级绕组(Npl),输出端(G2)连接系统开关管(Q2)的栅极,系统开关管(Q2)漏极连接第二初级绕组(Np2);所述同步控制模块包括两个信号检测端口(G3、G4)以及两个信号驱动端口(G31、G41),所述信号检测端口(G3、G4)连接控制系统模块(U1),所述信号驱动端口(G31)连接同步整流开关管(Q3)的栅极,所述信号驱动端口(G41)连接同步整流开关管(Q4)的栅极,所述同步整流开关管(Q3、Q4)的原极均连接第二电容器(C2),再连接参考地GND,所述第二电容器(C2)另一端连接输出端+Vo。2.如权利要求1所述的输出同步整流的推挽电路,其特征在于包括两个供电端VCC分别连接控制系统模块(Ul)和同步控制模块(U2)。3.如权利要求2所述的输出同步整流的推挽电路,其特征在于所述控制系统模块(Ul)的供电端VCC和输入端-Vin之间连接第三电容器(C3),输入端-Vin与输入端+Vin连接第一电容器(Cl)。4.如权利要求3所述的输出同步整流的推挽电路,其特征在于所述同步控制模块(U2)的供电端VCC和参考地GND之间连接第四电容器(C4),电容器(C4 )连接参考地的一侧还与同步控制模块(U2)连接。5.如权利要求4所述的输出同步整流的推挽电路,其特征在于所述同步整流开关管(Q3)并联二极管(D3),同步整流开关管(Q4)并联二极管(D4)。6.如权利要求5所述的输出同步整流的推挽电路,其特征在于所述系统开关管(Q1、Q3)的栅极与控制系统模块(Ul)的端口(G1、G2)之间分别连接了电阻(R1、R3),系统开关管(Ql、Q3 )的栅极与输入端-Vin之间分别连接了电阻(R2、R4)。
【文档编号】H02M3/337GK205453506SQ201620235062
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】罗刚
【申请人】成都大奇鹰科技有限公司
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