[實用新型]一種寬輸入電壓隔離型開關電源的拓撲電路

有效

• 申請號: 201520242801.9
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN204615657U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 王毅;周向紅;金陽;劉林
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本實用新型涉及開關電源技術領域，具體涉及一種寬輸入電壓隔離型開關電源的拓撲電路。

背景技術

開關電源廣泛用于工業及國防領域，在航天、航空、船舶、兵器、鐵路、通信、醫療電子、工業自動化設備等軍民用電子系統中得到廣泛應用。開關電源自發明以來，得到飛速發展。新的應用要求伴隨著新的技術不斷涌現。概括起來，常用的電路拓撲就有幾十種，如BUCK電路、BOOST電路、正激電路，反激電路，推挽電路，半橋電路，全橋電路拓撲等。BUCK電路、BOOST電路是非隔離DC/DC變換器中常用的電路拓撲；反激電路、正激電路、推挽電路、半橋電路、全橋電路是隔離DC/DC變換器中常用的電路拓撲，其中反激電路拓撲適合用于體積要求嚴，功率不大的開關電源中，正激電路拓撲適合用于體積要求嚴的中小功率開關電源中，推挽電路，半橋電路，全橋電路拓撲為雙端輸入拓撲結構，電路較單端輸入拓撲結構復雜，變壓器工作在1,3象限，變壓器利用率較高。推挽電路拓撲適合用于中小功率開關電源中，半橋電路拓撲適合用于中大功率開關電源中，全橋電路拓撲適合用于大功率開關電源。另外，同步整流電路是低電壓大電流輸出場合常用的設計技術，在設計隔離型低壓大電流輸出的變換器時，常將同步整流技術與正反激及推挽或橋式電路拓撲結合使用，不同的組合適合不同的應用場合。但目前所采用的推挽電路拓撲結構存在電路較復雜，體積較大，輸出效率較低等缺點。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是通過采用推挽電路與適合低壓大電流輸出的同步整流BUCK技術相結合，設計出適合多路應用場合的一種寬輸入電壓隔離型開關電源的拓撲電路，該拓撲結構利用了推挽拓撲的隔離和高效的特點，實現寬范圍輸入電壓的隔離預穩壓，后級的同步整流BUCK電路實現多路低壓的高效輸出，使得多路低壓輸出電路的設計簡化，電路的整體效率得到了提升，體積得到了減小。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種寬輸入電壓隔離型開關電源的拓撲電路，包括推挽電路、整流濾波電路、以及同步整流BUCK電路，所述推挽電路包括變壓器、第一VMOS管和第二VMOS管；所述變壓器的初級繞組兩端分別與所述第一VMOS管和第二VMOS管的漏極相連，變壓器的初級繞組中心觸頭外接電源輸入回路，所述第一VMOS管和第二VMOS管的柵極與開關電源的控制電路相連，第一VMOS管和第二VMOS管的源極接地，所述變壓器的次級繞組兩端經整流濾波電路后分別與同步整流BUCK電路的同步整流管、輸出公共端相連。

所述整流濾波電路由第一二極管、第二二極管、第一電感和第一電容組成；所述變壓器的次級繞組一端與第一二極管的陽極相連，其另一端與第二二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極經第一電感與同步整流BUCK電路的整流管相連，所述第二二極管的陰極連接在所述第一二極管和所述第一電感之間，變壓器的次級繞組中心觸頭與BUCK電路的輸出公共端相連，所述第一電容的一端連接在第一電感與同步整流BUCK電路之間，其另一端與變壓器的次級繞組中心觸頭相連。

所述同步整流BUCK電路至少為兩路。

所述同步整流BUCK電路包括第三VMOS管、第四VMOS管、第二電感和第二電容；所述第三VMOS管的漏極連接在第一電感和第一電容之間，第三VMOS管的源極依次經第二電感、第二電容與變壓器的初級繞組中心觸頭相連，所述第四VMOS管的漏極與第三VMOS管的源極相連，第四VMOS管的源極與變壓器的初級繞組中心觸頭相連，所述第三VMOS管和第四VMOS管的柵極接地。

所述推挽電路還包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻和第二電阻的一端分別與第一VMOS管和第二VMOS管的柵極相連，其另一端與所述開關電源的控制電路相連。

本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型開關電源拓撲結構采用推挽電路拓撲與多個同步整流BUCK電路相串聯。推挽電路拓撲的作用是：將輸入回路的寬范圍輸入電壓隔離預穩壓在一個合適的電壓范圍內，此預穩壓過程可以實現高效率的轉換，同時簡化和優化了隔離變壓器的設計。

（2）同步整流BUCK電路的作用是：將隔離后的預穩壓的電壓轉換成電路中需要的多路低電壓，實現高效率的穩壓功能。這種電路的結構簡單，工作效率高，可以輸出大電流，這樣設計簡化了多路隔離型低壓輸出變換器的總體電路結構，使隔離型多路輸出低壓變換器的整體效率得到了提高，降低了設計的難度，簡化了電路形式、減少了所用的元器件。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理圖。