一种可吸收尖峰电压的隔离变换器和方法与流程

本发明涉及电源，特别是涉及一种可吸收尖峰电压的隔离变换器和方法。

背景技术：

1、副边中心抽头式隔离电源变换器通常采用变压器进行隔离，以提高电源的安全性和可靠性，其原理是将输入的交流电通过变压器降压后，经过整流、滤波等处理，得到直流电输出，在输出端通过中心抽头将直流电分成两个相等的部分，分别供给负载的正负极。这种电源变换器通常用于需要对称供电或需要高度隔离和高安全性应用的场合，例如音频放大器、仪器仪表、医疗设备、计算机网络、工业自动化等领域，可减少电源变换器输出的纹波和噪声，提高电源的质量和稳定性。

2、基于现有技术的副边中心抽头式半桥隔离电路结构简单、所用元器件少、电压应力小，应用十分广泛，然而由于变压器有漏感的存在，在副边整流开关管关断的时候，变压器漏感存储的能量会增大副边整流开关管断开时的尖峰电压，导致过电压，损坏开关管或其他电子元件，导致系统不稳定。因此，在设计电路时，需要考虑漏感对电路的影响，并采取相应的措施来减小尖峰电压。

3、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何吸收变压器漏感所存储的能量，以及减小变压器漏感所产生的尖峰电压。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种可吸收尖峰电压的隔离变换器，包括：变压器、原边电路和副边电路；

4、所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述副边绕组为中心抽头式，所述副边绕组包括第一绕组和第二绕组；所述原边电路用于将直流电压转化为交流电压后传输至所述变压器的所述原边绕组；

5、所述副边电路包括开关管q1、第一吸收电路、开关管q2、第二吸收电路、储能电感lo和滤波电容co；所述第一吸收电路包括吸收电容c1、第一泄能组件和第二泄能组件；所述第二吸收电路包括吸收电容c2、第三泄能组件和第四泄能组件；

6、所述第一绕组的一端分别与所述开关管q1的漏极以及所述吸收电容c1的一端连接；所述第一绕组的另一端分别与所述储能电感lo的一端以及所述第二绕组的一端连接；所述储能电感lo的另一端用于与负载连接；所述吸收电容c1的另一端与所述第一泄能组件的一端和所述第二泄能组件的一端连接；所述开关管q1的源极分别与所述第一泄能组件的另一端以及负载连接；所述第二泄能组件的另一端用于与负载连接；所述滤波电容co并联在所述负载两端；

7、所述第二绕组的另一端分别与所述开关管q2的漏极以及所述吸收电容c2的一端连接；所述吸收电容c2的另一端与所述第三泄能组件的一端连接和所述第四泄能组件的一端连接；所述开关管q2的源极分别与所述第三泄能组件的另一端以及负载连接；所述第四泄能组件的另一端用于与负载连接。

8、优选地，所述第一泄能组件包括电阻r1和二极管d1，所述第二泄能组件包括二极管d2和电阻r2；

9、所述电阻r1的一端与所述开关管q1的源极连接，所述电阻r1的另一端与所述二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极与所述二极管d2的正极连接，所述二极管d1的负极还与所述吸收电容c1的另一端连接；所述二极管d2的负极与所述电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与所述变压器的输出端连接。

10、优选地，所述电阻r1的阻值范围为：，其中，r1为电阻r1的阻值，l为所述变压器漏感的电感值，c为吸收电容c1的电容量；

11、所述电阻r2的阻值范围为：，其中，r2为电阻r2的阻值，l为所述变压器漏感的电感值，c为吸收电容c1的电容量。

12、优选地，所述第三泄能组件包括电阻r3和二极管d3，所述第四泄能组件包括二极管d4和电阻r4；

13、所述电阻r3的一端与所述开关管q2的源极连接，所述电阻r3的另一端与所述二极管d3的正极连接，所述二极管d3的负极与所述二极管d4的正极连接，所述二极管d3的负极还与吸收电容c2的另一端连接；所述二极管d4的负极与所述电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与所述变压器的输出端连接。

14、优选地，所述电阻r3的阻值范围为：，其中，r3为电阻r3的阻值，l为所述变压器漏感的电感值，c为吸收电容c2的电容量；

15、所述电阻r4的阻值范围为：，其中，r4为电阻r4的阻值，l为所述变压器漏感的电感值，c为吸收电容c2的电容量。

16、优选地，所述可吸收尖峰电压的隔离变换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述开关管q1和所述开关管q2的通断。

17、优选地，所述原边电路包括分压电容ca、分压电容cb、开关管s1和开关管s2；

18、所述分压电容ca和所述分压电容cb串联在电源的两端，所述开关管s2和所述开关管s1也串联在电源的两端；所述原边绕组的一端连接在所述开关管s1和所述开关管s2之间，所述原边绕组的另一端连接在所述分压电容ca和所述分压电容cb之间；

19、当所述开关管s1导通，所述开关管s2断开时，所述开关管q2导通，所述开关管q1断开；

20、当所述开关管s1断开，所述开关管s2导通时，所述开关管q1导通，所述开关管q2断开。

21、第二方面，提供了一种可吸收尖峰电压的方法，包括：

22、当所述开关管q1断开时，所述变压器的漏感所产生的能量依次通过所述吸收电容c1和所述第二泄能组件后，被传输至负载，以吸收所述变压器的漏感所产生的能量；当开关管q1导通时，所述吸收电容c1通过开光管q1和第一泄能组件进行放电；

23、当所述开关管q2断开时，所述变压器的漏感所产生的能量依次通过所述吸收电容c2和所述第四泄能组件后，被传输至负载，以吸收所述变压器的漏感所产生的能量；当开关管q2导通时，所述吸收电容c2通过开光管q2和第三泄能组件进行放电。

24、优选地，所述当所述开关管q1断开时，所述变压器的漏感所产生的能量依次通过所述吸收电容c1和所述第二泄能组件后，被传输至负载，以吸收所述变压器的漏感所产生的能量，还包括：

25、所述吸收电容c1充电后，所述吸收电容c1中的能量依次通过所述第一绕组、所述储能电感lo、负载以及所述第一泄能组件进行放电。

26、优选地，所述当所述开关管q2断开时，所述变压器的漏感所产生的能量依次通过所述吸收电容c2和所述第四泄能组件后，被传输至负载，以吸收所述变压器的漏感所产生的能量，还包括：

27、所述吸收电容c2充电后，所述吸收电容c2中的能量依次通过所述第二绕组、所述储能电感lo、负载以及所述第三泄能组件进行放电。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

29、本发明通过所述第二泄能组件与所述吸收电容c1配合以减小所述开关管q1关断且所述吸收电容c1充电时，所述变压器漏感所产生的尖峰电压；通过所述第一泄能组件与所述吸收电容c1配合以减小所述开关管q1关断且所述吸收电容c1放电时，所述变压器漏感所产生的尖峰电压；通过所述第四泄能组件与所述吸收电容c2配合以减小所述开关管q2关断且所述吸收电容c2充电时，所述变压器漏感所产生的尖峰电压；通过所述第三泄能组件与所述吸收电容c2配合以减小所述开关管q2关断且所述吸收电容c2放电时所述变压器漏感所产生的尖峰电压；能够有效地吸收变压器漏感所产生的尖峰电压，并通过第一吸收电路和第二吸收电路来进行能量的释放，从而提高了整个变换器系统的效率和稳定性。