[實用新型]一種有源箝位大功率開關電源

有效

• 申請號: 201320216786.1
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN203261239U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 李玉明
• 申請（專利權）人: 山東超越數控電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本實用新型涉及源箝位技術、正激技術、隔離技術和開關電源技術領域，具體地說是一種有源箝位大功率開關電源。?

背景技術

???目前，開關電源涉及到很多拓撲結構，其中包括反激、正激、半橋、全橋等幾種基本的電路拓撲結構。這些電路在實際的工程運用中各有千秋，特別是應用在大功率電源上。開關電源設計的難點是提高效率，降低熱損耗。本發明電源拓撲實現了功率開關管的零電壓開通、變化效率高，有源箝位正激電路結構簡單，箝位電壓低，開關管的電流應力低，有利于提高變換效率，輸出較高功率；磁性元件數量少，有利于降低變換器的體積數量，提高開關電源的功率密度。大功率反激變壓器與電流互感器結合，實現大功率輸出。?

發明內容

????本實用新型的技術任務是針對現有技術的不足，提供一種運用有源箝位和IC控制器實現大功率開關電源設計的電路。低壓大電流采用單端正激比較合適，但為了提高效率和減小變壓器的體積，采用有源箝位方式工作可以設計出高性能的產品。?

????本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種有源箝位大功率開關電源，包括依次相連接的充電電路、升壓電路、有源鉗位電路、整流電路和濾波電路；升壓電路包括有變壓器，變壓器上連接有電流互感器；有源鉗位電路包括鉗位電容、耦合電容、鉗位二極管和MOS管；整流電路由整流管及其驅動電路、續流管及其驅動電路組成；濾波電路由電阻、電感、二極管和電容組成。

????一種有源箝位大功率開關電源，其MOS管包括PMOS開關管和NMOS開關管。?

一種有源箝位大功率開關電源，其鉗位電容和PMOS開關管串聯后與NMOS開關管并聯。?

有源箝位開關電源設計主要基于有源箝位正激原理，采用電容、電感、電流互感器、變壓器、二極管、MOS管等完成有源鉗位電路。?

直流輸入電源對輸入電容進行充電，輸入電容的放電電流輸入到升壓電路中的電流互感器；電流互感器與主變壓器連接，主變壓器的初級異名端通過一個有源鉗位電路接地；其中有源鉗位電路由NMOS開關管，PMOS開關管、鉗位電容、耦合電容和鉗位二極管組成，鉗位電容和PMOS開關管串聯后與NMOS開關管并聯。?

????本實用新型與現有技術相比，所產生的有益效果是：

????本實用新型特別適合大功率（低壓大電流輸出）電源，其濾波電路紋波電流極小，可靠性高、實現簡單，同時采用零電壓和大功率變壓器，整機電路效率高，熱設計變得簡單，節省了結構設計的人力物力資源。

附圖說明

附圖1是本實用新型的電路原理框圖；?

附圖2是整流電路和濾波電路的原理圖。?

具體實施方式

????下面結合附圖對本實用新型作以下詳細說明。?

????圖1為本專利的有源鉗位電路原理框圖。應用有源箝位電路實現大功率輸出，主要在以下幾點進行設計：?

①功率開關管MOSFET是開關電源的關鍵器件，也是電源部分發熱量較大的元件。功率開關管的選擇，選用rDS=3.9mΩ的NMOS作為主開關管，rDS=1.5Ω的PMOS作為輔開關管，兩種開關管的導通電阻小，在大電流開關狀態時，導通損耗小；而且開啟門限驅動電壓低，具有良好的散熱性能和非常快的開關速度，可進一步提高整個電路的效率。

②變壓器是功率傳輸的主要器件。為實現大功率輸出，本發明選用300W大功率變壓器，主要用于解決輸入與輸出間的電氣隔離，從而解決兩者之間的共地問題，不僅可滿足安規要求中的絕緣阻抗要求，同時實現大功率輸出。?

③功率傳輸實現：箝位主開關管NMOS同時導通，輔開關管NMOS處于關斷狀態。加在變壓器上的輸入電壓使勵磁電流線性上升，初級向次級經變壓器傳輸能量。次級二極管導通，電感的電流線性上升，整流濾波后供給負載。在此條件下主輔開關管ZVS導通。主開關管是零電壓開通或低電壓開通，副管零電壓開通和關斷，磁芯雙向對稱磁化，利用率高。?

????除說明書所述的技術特征外，均為本專業人員的已知技術。?