[發明專利]一種高效率高精度的多輸出開關變換器

在審

• 申請號: 201610130382.9
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105790589A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 寧平華;張慶豐;吳彩林;夏興國;周敏;黃傳球
• 申請（專利權）人: 馬鞍山職業技術學院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜;胡鋒鋒

本發明公開了一種高效率高精度的多輸出開關變換器，屬于開關電源技術領域。本發明中開關管M1的漏極與電源Vs的正極相連，M1的源極與T1第一副邊繞組的異名端、T2原邊繞組的同名端相連，M1的柵極與T1第一副邊繞組的同名端相連；M2的源極與Vs的負極、T1第二副邊繞組的異名端相連，M2的漏極與T2原邊繞組的異名端相連，M2的柵極與T1第二副邊繞組的同名端相連；在M1的漏極與T2原邊繞組的異名端的接點間有RCD箝位電路；在M2的源極與T2原邊繞組的同名端的接點間有RCD箝位電路；T2的兩副邊繞組分別與主輸出電路、輔助輸出電路相連。本發明使用雙RCD箝位電路，能保證輸入在較寬范圍變化，且能實現輔助輸出電壓的精確調節。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，更具體地說，涉及一種高效率高精度的多輸出開關變換器。

背景技術

多輸出開關電源能同時提供多組相互獨立、電壓等級相同或不同的直流電源。在需要多電壓等級供電的系統中，與使用多個單輸出開關電源相比，它具有性價比高、占地小、安裝方便等優點。通常情況下，多輸出開關電源以多個副邊繞組獲得多組輸出電壓，但只能選擇一組輸出作為反饋進行閉環控制，得到一組精確的電壓輸出，該組輸出為主輸出，其余均為輔助。

當前，輔助輸出電壓調整方法主要采用以下兩種：第一種，調整輔助線圈的匝數；第二種，采用線性集成穩壓塊穩壓。對于第一種方法，由于繞組只能以一匝為單位調整，主輸出電壓與匝數的比值為通過匝數可調的最小單位，所以很難精確得到要求電壓。而第二種方法則會在穩壓塊上消耗大量能量，造成電源效率降低及發熱量大等不良后果。

此外，現有單開關管DC-DC變換電路具有結構簡單、低成本的優點。但是，由于開關管要承受過大的開關應力，所以故障易發穩定性不高。普通雙管DC-DC變換電路與單管相比，單位開關管電壓應力下降了一半。但是，PWM占空比不能超過50％，不能滿足開關電源在高輸入輕載工況下的調壓需求。

為解決DC-DC變換電路高開關應力與低占空比的問題，顧亦磊，顧曉明等在《中國電機工程學報》上公開了論文《一種新穎的寬范圍雙管正激型DC/DC變換器》，其提出的雙管正激型DC/DC變換器可以將占空比提高到57％左右，但該電路在低輸入電壓、重載情況下將不能進一步提高占空比獲得穩定輸出，且兩開關管開關應力不同，第一主開關管關管時應力高于第二主開關管，而若選用同型號，則易造成第一主開關管過壓燒毀或第二主開關管開關性能不能有效發揮等不足。

中國專利申請號200410016336.3，申請日為2004年2月13日，發明創造名稱為：電阻、電容、二極管復位雙管正激變換器；該申請案包括直流電源，變壓器，兩個主開關，第一主開關的漏極與電源的正極相連，第二復位支路是個二極管，或第一復位支路是個二極管，第二復位支路是由電阻和電容并聯后再與二極管串聯的電路，或兩個復位支路均是由電阻和電容并聯，源極與變壓器原邊的一端相連，第二主開關的源極與電源的負極相連，漏極與變壓器原邊繞組的另一端相連，變壓器的副邊與整流電路相連。在電源的正極和第二主開關漏極間接有第一復位支路，在電源的負極和第一主開關源極間接有第二復位支路，其中，第一復位支路是由電阻和電容并聯后再與二極管串聯的電路。該申請案主開關的電壓應力低，占空比可大于50，電阻損耗低。但該申請案的開關管在低輸入電壓重載和高輸入電壓輕載兩種極端不利條件時開關管開關應力不同，即該申請案在較惡劣的環境下使用時易出現開關管過壓燒毀或開關性能不能有效發揮的問題，仍需進一步改進。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明針對上述情況，提出一種基于飽和電抗器的無損調壓策略來解決多輸出開關電源的輔助輸出調壓效果不理想的問題；本發明主要具有以下兩個優點：第一、使用雙RCD箝位電路，能保證輸入在較寬范圍變化，尤其是低輸入重載時，可以進一步提高占空比得到穩定輸出；第二、輔助輸出采用磁控無損調節技術，能實現輔助輸出電壓的精確調節。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：