[發明專利]一種小微型單極隔離式開關電源

在審

• 申請號: 201710729218.4
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107482931A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陳威倫;李漢圣
• 申請（專利權）人: 廣路智能科技有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 萬秀娟

技術領域

本發明涉及一種開關電源，更具體的來說，涉及一種小微型單極隔離式開關電源。

背景技術

作為高效率小微型開關電源，現有的主流方案采用的是單級開關電源方案，其開關電路的拓撲采用的是反激式開關電源電路，用以獲得最佳的性價比。然而，現有的反激式開關電源拓撲電路的電能轉換效率較低，究其根本原因是因為其電路中的鉗位電路部分的固有的電能消耗，這一部分的損耗隨著開關電源功率的增加而成倍地增大?，F有的反激電源鉗位電路的改進方案為有源反激鉗位的方法，其方案特征是增設了另外一套開關電路，缺點是顯著地增加了整體電路的復雜性和成本，從而削弱了其方案的實用性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種電源轉換效率高、實用性強的小微型隔離式開關電源。

為實現上述目的，本發明采用一種小微型單極隔離式開關電源，包括功率轉換電路和信號控制電路，功率轉換電路包括交流輸入EMC單元、反激開關電路單元、初級無損鉗位單元、二極管整流單元、輸出電壓保持單元、輸出EMC單元，信號控制電路包括初級信號采集單元、開關信號驅動單元、次級信號采集單元、初級信號接口單元和次級信號接口單元，其中功率轉換電路還包括初級無損鉗位單元；初級無損鉗位單元與反激開關電路單元相連，交流輸入EMC單元連向反激開關電路單元以及初級信號采集單元，反激開關電路單元連向二極管整流單元以及初級信號采集單元，二極管整流連向輸出電壓保持單元，輸出電壓保持單元連向輸出EMC單元以及次級信號采集單元，輸出EMC單元連向次級信號采集單元，次級信號采集單元與次級信號接口單元相互連接，初級信號接口單元與初級信號采集單元以及開關信號驅動單元相連，開關信號驅動單元連向反激開關電路。

這樣的設置，將原來的反激電源有源反激鉗位的方法改進為無源反激鉗位的方法，有效提高了隔離式小微型開關電源的電源轉換效率。

本發明進一步設置為，初級無損鉗位單元包括由串聯連接的電感和電容CL1組成的無源鉗位電路，電感為變壓器XFRM1的一段初級線圈；初級線圈一端連接到變壓器XFRM1的引腳1，并同時與開關管Q1相連接；另一端連接到變壓器XFRM1的引腳9，并與電容CL1的一端相連接，電容CL1的另一端接地。

這樣的設置，簡化了電路，消除了額外的鉗位控制電路，在顯著地提升了隔離式小微型開關電源的電源轉換效率的同時限制電路的實施成本和復雜性，也有效地提升了電源電路的實用性。

附圖說明

圖1是本發明實施例一種小微型單極隔離式開關電源的原理方框圖；

圖2是本發明實施例一種小微型單極隔離式開關電源的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種小微型單極隔離式開關電源，包括功率轉換電路和信號控制電路，功率轉換電路包括交流輸入EMC單元、反激開關電路單元、初級無損鉗位單元、二極管整流單元、輸出電壓保持單元、輸出EMC單元，信號控制電路包括初級信號采集單元、開關信號驅動單元、次級信號采集單元、初級信號接口單元和次級信號接口單元，其中功率轉換電路還包括初級無損鉗位單元；初級無損鉗位單元與反激開關電路單元相連，交流輸入EMC單元連向反激開關電路單元以及初級信號采集單元，反激開關電路單元連向二極管整流單元以及初級信號采集單元，二極管整流連向輸出電壓保持單元，輸出電壓保持單元連向輸出EMC單元以及次級信號采集單元，輸出EMC單元連向次級信號采集單元，次級信號采集單元與次級信號接口單元相互連接，初級信號接口單元與初級信號采集單元以及開關信號驅動單元相連，開關信號驅動單元連向反激開關電路。

如圖2所示，初級無損鉗位單元包括由串聯連接的電感和電容CL1組成的無源鉗位電路，電感為變壓器XFRM1的一段初級線圈；初級線圈一端連接到變壓器XFRM1的引腳1，并同時與開關管Q1相連接；另一端連接到變壓器XFRM1的引腳9，并與電容CL1的一端相連接，電容CL1的另一端接地。

本發明的工作原理是：當開關管Q1開通時，流過其中的電流除了變壓器XFRM1初級線圈的儲能電感電流外，另外包含了電容CL1對無源鉗位電路中電感的放電電流，此時電容CL1上所吸收的電能得以無損地轉換為電感的磁能，與初級線圈的儲能電感電流一同貢獻給儲能過程。當開關管Q1關斷時，變壓器XFRM1初級線圈上的瞬時反彈電勢的電能，通過無源鉗位電路中的電感，儲存于無源鉗位電路中的電容CL1上，實現了無損抑制瞬時反彈電勢的電能，抑制了承載在開關管Q1上的瞬時反彈電壓；另外，由于無源鉗位電路中的電感與其變壓器XFRM1初級線圈處于同一磁體，但感應電勢極性相反，此時刻的電感電勢有利于進一步抑制瞬時反彈電勢的電能，從而經一步地抑制了承載在開關管Q1上的瞬時反彈電壓。