全文摘要
本实用新型涉及一种正激拓扑混合同步整流电路，其包括主路和设置在主路上的功率变压器T1，所述功率变压器T1初级线圈上游设有初级侧控制电路，所述功率变压器T1次级线圈下游设有次级侧同步电路；所述初级侧控制电路包括开关管MOS管Q2和复位二极管D2、输入滤波电容C1；所述次级侧同步电路包括整流MOS管Q1、续流肖特基二极管D1、输出滤波电容C2和滤波电感L1。本正激拓扑混合同步整流电路简化了变压器设计，降低了变压器的绕制成本，在效率和成本之间取到了很好的折中，由于次级侧仅有一个辅助绕组，续流管不参与同步整流过程，电路结构简单，在输出负载很轻的情况下，有利于实现电源闭环控制回路的稳定性。
设计方案
1.一种正激拓扑混合同步整流电路，包括主路(1)和设置在主路(1)上的功率变压器T1(2)，其特征是：所述功率变压器T1(2)初级线圈上游设有初级侧控制电路(3)，所述功率变压器T1(2)次级线圈下游设有次级侧同步电路(4)；所述初级侧控制电路(3)包括开关管MOS管Q2和复位二极管D2、输入滤波电容C1；所述次级侧同步电路(4)包括整流MOS管Q1、续流肖特基二极管D1、输出滤波电容C2和滤波电感L1。
2.根据权利要求1所述的正激拓扑混合同步整流电路，其特征是：所述开关管MOS管Q2、复位二极管D2和输入滤波电容C1均为一端连接主路、另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的正激拓扑混合同步整流电路，其特征是：所述次级侧同步电路(4)的整流MOS管Q1上设有保护电路(5)，该保护电路包括驱动限流电阻R1和稳压管D3。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种正激拓扑混合同步整流电路。
背景技术
开关电源应用于低压大电流领域，次级侧通常需要使用同步整流技术，即使用MOS管开关替代传统的二极管来整流、续流，以降低整流时二极管正向压降带来的损耗，提升电源转换效率和可靠性，此为正激拓扑整流技术。正激拓扑的自驱同步整流通常为两种，一种为直接从变压器同名端取驱动信号，此类形式使用较为受限，输入电压范围必须足够窄、输出电压范围合适时，变压器次级侧同名端电平才能处在整流MOS管的额定栅源导通电压范围内，应用范围受限；另一种为变压器辅助绕组实现，在变压器次级侧绕制两个辅助绕组，分别用以驱动次级侧整流MOS管和续流MOS管，通过变压器辅助绕组的匝数的选择，可以在相当宽的输入、输出电压范围内满足MOS管的额定栅源导通电压条件，应用范围广，但其电路结构复杂。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种正激拓扑混合同步整流电路。
为解决上述技术问题，本正激拓扑混合同步整流电路包括主路和设置在主路上的功率变压器T1，所述功率变压器T1初级线圈上游设有初级侧控制电路，所述功率变压器T1次级线圈下游设有次级侧同步电路；所述初级侧控制电路包括开关管MOS管Q2和复位二极管D2、输入滤波电容C1；所述次级侧同步电路包括整流MOS管Q1、续流肖特基二极管D1、输出滤波电容C2和滤波电感L1。
作为优化，所述开关管MOS管Q2、复位二极管D2和输入滤波电容C1均为一端连接主路、另一端接地。
作为优化，所述次级侧同步电路的整流MOS管Q1上设有保护电路，该保护电路包括驱动限流电阻R1和稳压管D3。R1用于限制电流过载，控制Q1的开关速度，消除寄生振荡，D3用于稳定电压，保护Q1的栅源电平Vgs不超过额定最大值。
如此设计，当初级侧MOS管Q2导通时，MOS管Q1源极、辅助驱动绕组的R1处均为高电位，此时Q1被辅助绕组驱动导通，变压器将初级的能量经Q1的整流、L1及C2的滤波后，形成平滑的直流输出。当初级侧MOS管Q2关断时，此时二极管D2导通，对变压器进行磁复位，辅助绕组的驱动电平为负电平，Q1反向截止，在输出滤波电感L1的作用下，次级侧二极管D1导通，维持输出。由于续流二极管D1仅在续流阶段起作用，在绝大多数应用情况下，其损耗远小于整流MOS管Q1，因此使用二极管实现续流作用对效率影响不大。
本正激拓扑混合同步整流电路，对传统的变压器辅助绕组实现的自驱同步整流技术进行了简化，仅使用MOS管替代整流二极管，依然使用传统的肖特基二极管进行续流，此举简化了变压器设计，降低了变压器的绕制成本，电源转换效率依然高于传统的二极管整流的正激拓扑，在效率和成本之间取到了很好的折中，由于次级侧仅有一个辅助绕组，续流管不参与同步整流过程，电路结构简单，在输出负载很轻的情况下，有利于实现电源闭环控制回路的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本正激拓扑混合同步整流电路作进一步说明：
图1是本正激拓扑混合同步整流电路的电路结构示意图；
图中：
1-主路、2-功率变压器T1、3-初级侧控制电路、4-次级侧同步电路、5-保护电路。
具体实施方式
如图1所示，本正激拓扑混合同步整流电路包括主路(1)和设置在主路(1)上的功率变压器T1(2)，所述功率变压器T1(2)初级线圈上游设有初级侧控制电路(3)，所述功率变压器T1(2)次级线圈下游设有次级侧同步电路(4)；所述初级侧控制电路(3)包括开关管MOS管Q2和复位二极管D2、输入滤波电容C1；所述次级侧同步电路(4)包括整流MOS管Q1、续流肖特基二极管D1、输出滤波电容C2和滤波电感L1。
所述开关管MOS管Q2、复位二极管D2和输入滤波电容C1均为一端连接主路、另一端接地。
所述次级侧同步电路(4)的整流MOS管Q1上设有保护电路(5)，该保护电路包括驱动限流电阻R1和稳压管D3。R1用于限制电流过载，控制Q1的开关速度，消除寄生振荡，D3用于稳定电压，保护Q1的栅源电平Vgs不超过额定最大值。
工作时，当初级侧MOS管Q2导通时，MOS管Q1源极、辅助驱动绕组的R1处均为高电位，此时Q1被辅助绕组驱动导通，变压器将初级的能量经Q1的整流、L1及C2的滤波后，形成平滑的直流输出。当初级侧MOS管Q2关断时，此时二极管D2导通，对变压器进行磁复位，辅助绕组的驱动电平为负电平，Q1反向截止，在输出滤波电感L1的作用下，次级侧二极管D1导通，维持输出。由于续流二极管D1仅在续流阶段起作用，在绝大多数应用情况下，其损耗远小于整流MOS管Q1，因此使用二极管实现续流作用对效率影响不大。
本正激拓扑混合同步整流电路，对传统的变压器辅助绕组实现的自驱同步整流技术进行了简化，仅使用MOS管替代整流二极管，依然使用传统的肖特基二极管进行续流，此举简化了变压器设计，降低了变压器的绕制成本，电源转换效率依然高于传统的二极管整流的正激拓扑，在效率和成本之间取到了很好的折中，由于次级侧仅有一个辅助绕组，续流管不参与同步整流过程，电路结构简单，在输出负载很轻的情况下，有利于实现电源闭环控制回路的稳定性。
上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921132504.3
申请日:2019-07-18
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209896935U
授权时间:20200103
主分类号:H02M7/217
专利分类号:H02M7/217;H02M3/335
范畴分类:37C;
申请人:青岛元通电子有限公司
第一申请人:青岛元通电子有限公司
申请人地址:266000 山东省青岛市北区驼峰路1号
发明人:张建华;许峰
第一发明人:张建华
当前权利人:青岛元通电子有限公司
代理人:郑青松
代理机构:11384
代理机构编号:北京青松知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11384
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：mos管论文; 变压器论文; 同步整流论文; 整流电路论文; 整流论文; 驱动电路论文; 拓扑论文; 功率控制论文; 滤波电容论文; 整流变压器论文; q2论文;