[發(fā)明專利]一種電源電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110374007.6
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102510224A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃天華;余鳳兵;胡建仁
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電源電路，特別涉及電容隔離的直流/直流變換器。

背景技術(shù)

目前在開關(guān)電源技術(shù)中絕大部分都是采用電磁變壓器來實(shí)現(xiàn)原副邊電氣隔離。電磁變壓器通過將兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組繞在同一磁芯上，根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)原副邊電壓、電流、阻抗的變化的同時(shí)達(dá)到能量傳輸?shù)哪康摹ｋ姶抛儔浩骶哂袀鬏敼β拭芏却螅?fù)載調(diào)整率好等優(yōu)點(diǎn)而被普遍應(yīng)用。

但是電磁變壓器的結(jié)構(gòu)決定其加工的自動化水平較低，其生產(chǎn)加工目前還是屬于勞動力密集型。因此對于一些結(jié)構(gòu)極為簡單的微功率電源模塊，變壓器工藝及其在產(chǎn)品制程中所占的裝配環(huán)節(jié)耗時(shí)過大，使得產(chǎn)品的總成本升高。特別是在人工成本不斷上漲的時(shí)代背景下，降低人工成本成為一個(gè)迫切需要解決的問題。

公知地，電容器能作為電氣隔離器件并具有能量傳輸?shù)淖饔茫秒姼衅髋c電容器串聯(lián)產(chǎn)生諧振能實(shí)現(xiàn)輸入輸出隔離及能量能傳輸，申請?zhí)枮?01010287926.5的中國發(fā)明專利公開說明書、公開號為CA2141389A1的加拿大專利說明書以及公開號為CA2131689A1的加拿大專利說明書中，均公開了一種使用電容隔離的電源裝置，它們所采用的能量傳輸方式是：通過半橋或全橋電路，控制其開關(guān)頻率，在諧振網(wǎng)絡(luò)的輸入端產(chǎn)生一頻率可調(diào)的方波信號（主要是為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓而實(shí)施頻率調(diào)節(jié)用）來改變諧振網(wǎng)絡(luò)的阻抗，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。但這種電容隔離方式存在缺點(diǎn)：這三種電源裝置所采用的都是全橋或半橋形式的拓樸結(jié)構(gòu)，半橋電路需要2個(gè)開關(guān)管，全橋電路需要4個(gè)開關(guān)管，且同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管需要隔離驅(qū)動，同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管驅(qū)動信號間需要人為地加入死區(qū)時(shí)間來防止直通現(xiàn)象。這樣在器件數(shù)量以及控制電路的復(fù)雜程度上都大大增加，這樣在一些微功率和小功率場電源場合顯然是一種過設(shè)計(jì)，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化和低成本的要求。

當(dāng)前，開關(guān)電源的小型化、高效率依然是其發(fā)展方向。對于開關(guān)電源的小型化，提高其工作頻率已經(jīng)被證明是一個(gè)行之有效的方法，但一個(gè)最有效的方法就是減少元器件數(shù)量；而軟開關(guān)技術(shù)是提高變換器效率重要手段。實(shí)際上就目前的應(yīng)用來講，對于小功率，特別是微功率電源模塊，小體積相對于高效率更加重要。

眾所周知，Boost拓?fù)錇橐粋鹘y(tǒng)的非隔離式升壓電路，大多應(yīng)用在中功率（70W以上）到大功率開關(guān)電源中作為前級的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。由于該電路在不做任何改動下只能應(yīng)用于對輸入輸出不需要進(jìn)行隔離的場合，其應(yīng)用范圍受到了一定的限制。圖1示出了傳統(tǒng)的Boost升壓電路，包括驅(qū)動電路、升壓電感L1、開關(guān)管Q1、升壓二極管D1和輸出濾波電容C1；電壓輸入端Vin通過升壓電感L1連接到開關(guān)管Q1的漏極，驅(qū)動電路的輸出端連接到開關(guān)管Q1的柵極，開關(guān)管Q1的源極連接到電壓參考端，其漏極連接到升壓二極管D1的陽極，升壓二極管D1的陰極通過輸出濾波電容C1連接到開關(guān)管Q1的源極，輸出濾波電容C1的兩端為電路的輸出端，負(fù)載R接在其間。值得一提的是，該輸出濾波電容可以采用電解電容，也可以采用無極性電容，若采用電解電容，此時(shí)升壓二極管D1的陰極要接電解電容的正極。電路的工作過程如下：開關(guān)管Q1導(dǎo)通期間，升壓電感L1在輸入電源的激勵下儲能，負(fù)載能量由輸出濾波電容提供，開關(guān)管Q1關(guān)斷期間，升壓電感L1通過升壓二極管D1向負(fù)載提供能量的同時(shí)給輸出濾波電容C1充電，電路的工作波形如圖2所示。由電路的工作過程可以得知，該傳統(tǒng)的Boost電路拓?fù)渲荒苡糜谏龎鹤儞Q，也就是說，輸出電壓必然大于輸入電壓。該傳統(tǒng)的Boost升壓電路中的開關(guān)管可以采用MOSFET或三極管實(shí)現(xiàn)，上述以MOSFET作說明，三極管的實(shí)現(xiàn)原理與之相同，不再贅述。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電源電路，它能解決上述問題，通過簡單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電源電路原副邊的電容隔離傳輸。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：

一種電源電路，包括Boost升壓電路，還包括第二電容、第三電容和第二二極管；第二電容連接在所述Boost升壓電路中開關(guān)管和升壓電感的連接點(diǎn)與所述升壓二極管的陽極之間，所述升壓二極管的陰極依次通過所述Boost升壓電路中的輸出濾波電容和第三電容連接到電壓參考端，第二二極管的陰極與所述升壓二極管的陽極相連接，第二二極管的陽極連接到第三電容和所述輸出濾波電容的連接點(diǎn)。

更優(yōu)的，還包括第四電容；第四電容連接在所述開關(guān)管和升壓電感的連接點(diǎn)與電壓參考端之間。

更優(yōu)的，還包括第五電容；第五電容與所述升壓電感相并聯(lián)。