[發明專利]單端正反激復合式DC/DC變換電路

無效

• 申請號: 201210392711.9
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102916588A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 白永剛;畢海英
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司第六三一研究所
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明屬于開關電源領域，具體涉及一種單端正反激復合式DC/DC變換電路。

背景技術

單端反激和單端正激是兩種不同電路拓撲的DC/DC變壓器，兩種變壓器構成的開關穩壓電源均已得到廣泛應用，但兩者具有不同優缺點：單端反激式變壓器在場效應管工作的截止狀態向負載提供電流，電路結構較為簡單，沒有續流整流二極管及扼流圈，但存在穩壓精度差、輸出紋波大等明顯不足；正激式變壓器在場效應管工作的導通狀態向負載提供電流，雖然電性能指標相對反激式具有明顯優勢，但由于能量傳輸不連續，電路中需要使用儲能電感及大容量電容等器件維持負載電流，儲能器件的體積、重量較大，仍然難以滿足系統要求。

發明內容

為了解決現有的DC/DC變換電路存在穩壓精度差、輸出波紋大、體積大的技術問題，本發明提供一種單端正反激復合式DC/DC變換電路，該電路兼具了單端反激和單端正激兩種變換電路的優點，克服了不足。

本發明的技術解決方案：

單端正反激復合式DC/DC變換電路，其特殊之處在于：包括單端正激電路、單端反激電路、場效應管V1以及脈寬調制器N1，所述脈寬調制器N1控制場效應管的柵極，所述場效應管的源極接直流輸入電源的負極，

所述單端正激電路包括變壓器T1以及整流二極管V2：

變壓器原邊T1A的2端接場效應管的漏極，變壓器副邊T1B的3端接整流二極管V2的正極，變壓器副邊T1B的4端接直流輸出的負極，所述整流二極管V2的負極接直流輸出的正極；

所述單端反激電路包括電感L1以及整流二極管V3：

電感原邊L1A的2端接直流輸入電源的正極，電感副邊L1B的3端接整流二極管V3的正極，整流二極管V3的負極接直流輸出的正極，電感原邊L1A的1端接變壓器原邊T1A的1端，

所述變壓器原邊T1A和變壓器副邊T1B的繞組同名端同向，

所述電感原邊L1A和電感副邊L1B的繞組同名端反向。

還包括輸出濾波電路，所述輸出濾波電路包括電感L2、電容C1以及電容C2，所述電容C1一端、電感L2的一端與整流二極管V4的負極聯接，所述電容C2的一端、電感L2的另一端與直流輸出的正極聯接，所述電容C1和電容C2的另一端均與直流輸出的負極聯接。

還包括去磁網絡電路，所述去磁網絡電路包括整流二極管V4，所述整流二極管V4的正極接變壓器副邊T1C的6端，所述整流二極管V4的負極接直流輸出的正極，所述變壓器副邊T1C的5端接直流輸出的負極，所述變壓器原邊T1A、變壓器副邊T1B和變壓器副邊T1C的繞組同名端同向。

還包括連接在去磁網絡和直流輸出之間的輸出濾波電路，所述輸出濾波電路包括電感L2、電容C1以及電容C2，所述電容C1一端、電感L2的一端與整流二極管V4的負極聯接，所述電容C2的一端、電感L2的另一端與直流輸出的正極聯接，所述電容C1和電容C2的另一端均與直流輸出的負極聯接。

還包括反饋調節電路，所述反饋調節電路包括采樣單元和耦合單元，所述采樣單元的輸入端與直流輸出的正極連接，所述采樣單元的輸出端與耦合單元的輸入端聯接，所述耦合單元的輸出端與脈寬調制器N1聯接。

本發明所具有的優點：

1、本發明所提供變換電路，在場效應管導通/截止兩種狀態下均向負載提供電流，使得穩壓精度、紋波等電性能指標進一步得到改善，主要功率器件（隔離變壓器、儲能電感、濾波電容等）的外形尺寸明顯減小，很好的滿足了機載系統對穩壓電源的需求。

2、本發明電路的主要技術指標：負載穩定度：＞1%；輸出紋波電壓：＜50mV；轉換效率：81%。

3、本發明單端正反激復合式DC/DC變換電路，具有穩壓精度高、重量輕、體積小的特點，市場需求量大，經濟效益明顯。

附圖說明

圖1為本發明單端正反激復合式DC/DC變換電路示意圖。

具體實施方式

單端正反激DC/DC變換電路工作原理如圖1，其功能是將+60V輸入電壓轉換為+5V/6A直流穩壓輸出。脈寬調制器N1產生高頻脈沖信號，驅動場效應管V1工作在開關狀態，變壓器T1及電感L1將能量從原邊轉移到次邊，通過采樣電路、耦合電路構成反饋閉環回路，控制脈寬調制器N1驅動信號的脈沖寬度，實現輸出電壓的穩定和調節。

圖1變壓器T1、場效應管V1、整流二極管V2等器件構成單端正激DC/DC變換器，電感L1、場效應管V1、整流二極管V3等器件構成單端反激DC/DC變換器。V1導通時，變壓器T1由原邊繞組T1A向次邊繞組輸送能量，經整流二極管V2整流輸出，同時電感L1原邊繞組儲存能量；V1截止時，由于繞組L1A與L1B同名端反向，儲存在繞組L1A中的電磁能量傳輸至L1B，經整流二極管V3整流輸出。整流二極管V4及變壓器副邊T1C是變壓器T1的去磁網絡，電感L2、電容C1、C2構成輸出濾波電路，抑制輸出紋波。