一种准谐振反激开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种准谐振反激开关电源，具体包括准谐振开关电源电路、同步控制模块、辅助供电电路；所述辅助供电电路具有控制系统包括三个驱动信号端，用于提供驱动信号储存能量，所述驱动信号端连接辅助开关管的栅极，辅助开关管另两端连接辅助绕组和第二电容；所述准谐振开关电源电路具有主开关管的栅极连接所述控制系统的驱动信号端，主开关管另两端连接变压器初级绕组和第一电容器，所述准谐振开关电源电路还具有辅助开关管漏极和源极分别连接变压器的次级绕组和第三电容器；所述同步控制模块输入端连接控制系统的驱动信号端，同步控制模块输出端连接辅助开关管的栅极。
【专利说明】
一种准谐振反激开关电源
技术领域
[0001 ]本发明涉及开关电源领域，特别是一种准谐振反激式开关电源。
【背景技术】
[0002]随着电子电力技术的发展，开关电源逐步兴起。其中反激式开关电源具有结构简单、体积小等优势。但是，当输出电压较高的情况下，开关电源开关管开通损耗较大，此时大大降低了开关电源的工作效率。
[0003]如图1所示为传统的反激式开关电源电路，仅有变压器Tll的初级绕组Np边设置了一开关管Qll，PWM控制Ul输出尚电压，开关管开通，此时开关管的开通电压非常尚，带来很大的开通损耗，严重降低了开关电源的工作效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出了一种准谐振反激开关电源。
[0005]一种准谐振反激开关电源，具体包括准谐振开关电源电路、同步控制模块、辅助供电电路;所述辅助供电电路具有控制系统包括三个驱动信号端，用于提供驱动信号储存能量，所述驱动信号端连接辅助开关管的栅极，辅助开关管另两端连接辅助绕组和第二电容；所述准谐振开关电源电路具有主开关管的栅极连接所述控制系统的驱动信号端，主开关管另两端连接变压器初级绕组和第一电容器，所述准谐振开关电源电路还具有辅助开关管漏极和源极分别连接变压器的次级绕组和第三电容器;所述同步控制模块输入端连接控制系统的驱动信号端，同步控制模块输出端连接辅助开关管的栅极。
[0006]进一步地，所述准谐振开关电源电路包含电阻、主开关管、变压器的初级绕组和变压器的次级绕组、二极管、同步开关管和第三电容，所述主开关管的漏极与变压器初级绕组的异名端相连，初级绕组的同名端与输入正端相连，主开关管的源极与输入负端相连，主开关管的栅极与控制系统的驱动信号端相连，主开关管源极和栅极间并联第二电阻;变压器次级绕组的异名端与滤波第三电容的一端相连并最终接输出正端，同名端接同步开关管的漏极，同步开关管的源极接第三电容器的另外一端并与输出负端相连，同步开关管的栅极连接同步控制模块，同步控制模块的输入端连接控制系统的驱动信号端;所述同步控制模块连接供电段VCC和参考地GND，供电段VCC和参考地GND之间连接第四电容器，第四电容器连接参考地GND的一端还连接了输出端-Vo。
[0007]进一步地，上述辅助供电电路包含辅助开关管、变压器的辅助绕组、第一电阻、电容、控制系统，所述辅助开关管的源极与辅助绕组的异名端相连，变压器辅助绕组的同名端接输入负端，辅助开关管的漏极分别与电容C2及控制系统的VCC端相连，电容C2的另一端接输入负端，辅助开关管的栅极与控制系统的驱动信号端G2相连，辅助开关管Q2的栅极和源极间并联第一电阻。
[0008]相对于在现有技术的基础，采用上述技术的有益效果是:在准谐振开关电源的基础上加入了控制系统和同步控制模块，在初级绕组边的开关管开通前，次级绕组边的同步开关管Q3先开通，实现初级绕组反向励磁，产生负相电流，实现初级绕组边主开关管Ql零电压开通，有效降低了主开关管的开通损耗，提高了电源的工作效率。增加了控制信号来控制同步开关管电压高低，进而控制同步开关管Q3的开通时间长短，进一步提高了开关电源的工作效率。
【附图说明】
[0009]图1为传统的反激式开关电源电路。
[0010]图2为本实用新型准谐振反激开关电源电路图。
[0011]图3为本实用新型工作电压时序图。
【具体实施方式】
[0012]现结合附图对本实用新型做进一步描述。
[0013]—种准谐振反激开关电源，其具体包括准谐振开关电源电路、同步控制模块U2、辅助供电电路;所述辅助供电电路具有控制系统Ul包括三个驱动信号端G1、G2、G3，用于提供驱动信号储存能量，所述驱动信号端G2连接辅助开关管Q2的栅极，辅助开关管Q2另两端连接辅助绕组Np2和电容器C2;所述准谐振开关电源电路具有主开关管Ql的栅极连接所述控制系统Ul的驱动信号端G1，主开关管Ql另两端连接变压器Tl初级绕组Npl和电容器Cl，所述准谐振开关电源电路还具有辅助开关管Q3漏极和源极端分别连接变压器Tl的次级绕组Nsl和电容器C3;所述同步控制模块U2输入端连接控制系统Ul的驱动信号端G3，同步控制模块U2输出端G31连接辅助开关管Q3的栅极。
[0014]进一步地，所述准谐振开关电源电路具体包含电阻R2、主开关管Ql、初级绕组Npl和次级绕组Nsl、二极管D1、同步开关管Q3和电容器C3，所述主开关管Ql的漏极与初级绕组Npl的异名端相连，初级绕组Npl的同名端与输入正端+Vin相连，主开关管Ql的源极与电容器C2连接，再连接输入负端-Vin，主开关管Ql源极和栅极间并联放电电阻R2;次级绕组Nsl的异名端与滤波电容器C3的一端相连并最终接输出正端+Vo，次级绕组Nsl的同名端接同步开关管Q3的漏极，同步开关管Q3的源极连接电容器C3的另外一端并与输出负端-Vo相连，同步开关管Q3的栅极连接同步控制模块U2的输出端G31，所述同步控制模块U2的输入端连接驱动信号端G3。所述同步控制模块U2连接供电段VCC和参考地GND，供电段VCC和参考地GND之间连接电容器C4，电容器C4连接参考地GND的一端还连接了输出端-Vo。电容器C4是同步控制系统U2供电端VCC的滤波电容，供电端VCC电压由输出端+Vo提供，当引线较远时，引线中将引入外部干扰信号，电压经过C4滤波后再提供给同步控制系统，获得一个比较干净的电压，同时控制系统在工作时内部电路会进行充放电，电容器C4起到储能的作用，将储存的能量向后级电路供电，提尚同步控制系统的稳定性。
[0015]辅助供电电路，具体包含辅助开关管Q2、变压器Tl的辅助绕组Np2、电阻R1、电容C2、控制系统Ul;所述驱动信号端G2连接辅助开关管Q2的栅极，辅助开关管Q2的源极与辅助绕组Np2的异名端相连，辅助绕组Np2的同名端接输入负端，辅助开关管Q2的漏极分别与电容器C2及控制系统Ul的供电端VCC相连，电容器C2的另一端接输入负端-Vin;辅助开关管Q2的栅极和源极间并联电阻Rl。
[0016]所述准谐振反激电源工作原理如下:如图3所示为各模块的工作时序图，G2为辅助开关管Q2的驱动信号，Gl为主开关管Ql的驱动信号，G31为同步整流开关管Q3的驱动信号。Atl为主开关管Ql的驱动信号端Gl的延迟时间，At2为驱动信号端G2的脉冲宽度，为了能实现零电压开通，Atl需大于At2。当驱动信号端Gl处于低电平时，控制系统Ul的驱动信号端Gl由高平变为低电平。此时变压器Tl的次级绕组Nsl极性翻转，同步开关管Q3导通，将变压器Tl所存储的部分能量传输给储能电容C3，且经输出正端输出给负载电阻供电；同时辅助绕组Np2极性也发生翻转，与辅助绕组Np2相连的辅助开关管Q2寄生二极管导通，变压器Tl中的部分能量通过辅助绕组Np2传输给电容C2储能，且给控制系统供电。此过程持续到变压器Tl中能量释放完毕。
[0017]At2时间中，控制系统Ul的驱动信号端G2变为高电平，辅助开关管Q2导通，辅助供电电路中电容C2中存储的能量通过开关管Q2给变压器Tl的辅助绕组Np2进行反向励磁储能，副边同步开关管Q3关断，At2结束后，关断辅助开关管Q2，辅助绕组Np2极性翻转，原边绕组Npl上正下负，产生的负向电流通过主开关管Ql的寄生二极管流向电源输入正端+Vin，存储在辅助电源电容C2中的能量在此过程中有效地反馈回输入正端+Vin。
[0018]经过At2时间后，时序进入Atl延迟时间，这时所有开关管均不导通，负向电流方向发生翻转之前，为主开关管Ql实现零电压开通的条件。
[0019]经过Atl延迟时间后，时序进入At3，这时Gl为高电平驱动主开关管Ql导通，电源电压经Cl滤波后送入变压器，使变压器初级绕组流过电流，电流方向为上正下负，此时变压器次级绕组下正上负，不能流过电流，所以在At3时间内能量全部储存于变压器中。
[0020]经过时序At3后，主开关管Ql关断，变压器中已经储存有能量。进入到At4时序，这时同步开关管Q3导通，由于变压器极性反向，次级绕组极性变为上正下负，变压器中的能量经次级绕组上端到电容器C3经负载到达同步开关管Q3后回到次级绕组下端，这样变压器中的能量就能向后级负载提供能量。
[0021]经过时序At4后，主电路工作了一个完整的周期，直到辅助开关管Q2再次导通，从此按以上时序循环工作。
[0022]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】
1.一种准谐振反激开关电源，其特征在于包括准谐振开关电源电路、同步控制模块(U2)、辅助供电电路;所述辅助供电电路具有控制系统(Ul)包括三个驱动信号端(Gl、G2、G3)，用于提供驱动信号储存能量，所述驱动信号端(G2)连接辅助开关管(Q2)的栅极，辅助开关管(Q2)另两端连接辅助绕组(Np2)和电容器(C2);所述准谐振开关电源电路具有主开关管(Ql)的栅极连接所述控制系统(Ul)的驱动信号端(G1)，主开关管(Ql)另两端连接变压器(Tl)初级绕组(Npl)和电容器(Cl)，所述准谐振开关电源电路还具有辅助开关管(Q3)漏极和源极端分别连接变压器(Tl)的次级绕组(Nsl)和电容器(C3);所述同步控制模块(U2)输入端连接控制系统(Ul)的驱动信号端(G3)，同步控制模块(U2)输出端(G31)连接辅助开关管(Q3)的栅极。2.如权利要求1所述的准谐振反激开关电源，其特征在于所述准谐振开关电源电路包含电阻(R2)、主开关管(Q1)、初级绕组(Npl)和次级绕组(Nsl)、二极管(Dl)、同步开关管(Q3)和电容器(C3);所述主开关管(Ql)的漏极与初级绕组(Npl)的异名端相连，初级绕组(Npl)的同名端与输入正端+Vin相连，主开关管(Ql)的源极与电容器(C2)连接，再连接输入负端-Vin，主开关管(Ql)源极和栅极间并联放电电阻(R2);次级绕组(Nsl)的异名端与滤波电容器(C3 )的一端相连并最终接输出正端+Vo，次级绕组(Ns I)的同名端接同步开关管(Q3 )的漏极，同步开关管(Q3)的源极连接电容器(C3)的另外一端并与输出负端-Vo相连，同步开关管(Q3)的栅极连接同步控制模块(U2)的输出端(G31)，所述同步控制模块(U2)的输入端连接驱动信号端(G3 );所述同步控制模块(U2)连接供电段VCC和参考地GND，供电段VCC和参考地GND之间连接电容器(C4)，电容器(C4)连接参考地GND的一端还连接了输出端-Vo。3.如权利要求2所述的准谐振反激开关电源，其特征在于所述辅助供电电路包含辅助开关管(Q2)、辅助绕组(Np2)、电阻(Rl)、电容(C2)、控制系统(Ul);所述控制系统(Ul)的驱动信号端(G2)连接辅助开关管(Q2)的栅极，辅助开关管(Q2)的源极与辅助绕组(Np2)的异名端相连，辅助绕组(Np2)的同名端接输入负端，辅助开关管(Q2)的漏极分别与电容器(C2)及控制系统(Ul)的供电端VCC相连，电容器(C2)的另一端接输入负端-Vin;辅助开关管(Q2)的栅极和源极间并联电阻(R1)。
【文档编号】H02M3/335GK205490156SQ201620235061
【公开日】2016年8月17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