[發明專利]開關變換器開關節點取電電路

在審

• 申請號: 201711305348.1
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108054903A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 任鵬程;王志燊;吳輝
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供開關變換器開關節點取電電路，包含輸入電壓正端口、輸入電壓負端口、輸出電壓正端口、輸出電壓負端口、公共地端口、單向開關模塊、電容分壓模塊和泄放電路模塊；輸入電壓負端口與輸出電壓負端口相連，作為公共地端口；輸入電壓正端口接于開關變換器開關節點SW處，并通過單向開關模塊與電容分壓模塊相連；電容分壓模塊的另一端接至公共地端口，電容分壓模塊的輸出端與泄放電路模塊的一端相連，作為輸出電壓正端口；泄放電路模塊的另一端與單向開關模塊和電容分壓模塊的連接點相連。本發明可以適用于更高輸入電壓、更加高效的開關變換器電路中，簡化了電路結構，降低開關變換器輔助電源的設計難度和制造成本。

技術領域

本發明涉及一種開關變換器開關節點取電電路，特別涉及一種通過開關變換器開關節點進行取電并為開關變換器提供輔助電源的電路。

背景技術

開關變換器是現代電能變換技術的核心組成部分，也是各類開關電源、變頻器、UPS、光伏發電、風能發電、LED照明等系統的基本組成單元，廣泛應用于電力、通信、家電、鐵路交通、汽車電子、工業控制、儀器儀表、航空、航天、航海等領域。

開關變換器與一定的控制技術相結合方能構成一個完整的系統。目前，控制技術取得了長足的進步，控制芯片(以下簡稱控制器)種類非常豐富，而且隨著半導體技術的發展，數字控制技術已然成為一種新的發展潮流。對于開關變換器構成的系統來說，控制器的供電顯得極為重要，一個穩定可靠的控制器供電系統(以下簡稱輔助電源)將直接決定整個系統的可靠性。通常針對不同的開關變換器和控制器，工程師都需要精心設計輔助電源，這無疑增加了系統的復雜程度和成本。常見的做法都是在開關變換器的主功率變壓器上耦合一個繞組來產生控制器所需電壓，對于功率大的系統常常是單獨設計一個小型的開關電源系統作為輔助電源。比如反激變換器，輔助電源通常是采用在變壓器上增加額外的一個繞組與整流電路的方法，來產生控制器所需電壓，這就導致系統設計更加復雜，成本也會相應地增加。

中國專利(專利申請號201711180756.9)提出一種反激變換器的輔助電源(如圖1所示)，通過在開關管的漏極與原邊參考地之間(此處即為反激變換器開關節點。開關變換器的開關節點是指開關變換器開關管與儲能元件之間的連接點，開關節點處會存在一個脈動直流電壓，以下稱為開關節點，記為SW。)取電為反激變換器的控制器供電，其有益效果為：1、通過開關節點為控制器供電，減少一個變壓器繞組；2、使用線性穩壓電路實現穩定電壓輸出，為控制器提供穩定電壓；3、對漏感尖峰有一定的吸收作用。但是此專利所述電路的應用范圍很窄，僅適用于低輸入電壓的的反激變換器，如電源行業內4.5VDC～9VDC輸入電壓范圍內的產品，對于更高輸入電壓的反激變換器來說，其取電效率將大大降低。

以下，通過一個實例來說明上述電路存在的問題。

某反激開關電源，輸入Vin(4.5VDC～9VDC)、輸出Vo(12VDC)、輸出功率Po(10W)，變壓器原副邊匝數比n(6：12)。反激變換器開關節點的平臺電壓滿足：

VSW＝Vin+nVo(10.5V≤Vds≤15V)

通過圖1電路，在開關節點處取電，獲得的電壓即為Vsw，經過一個線性穩壓電路，可以得到一個10V左右相對穩定的電壓為控制器供電，因為線性穩壓電路的輸入電壓與輸出電壓之間的差值不大，所以最終的取電效率相對還是可以接受的。但是當反激開關電源的輸入電壓較高，Vsw會很高，此時通過線性穩壓電路來獲得一個較低的控制器所需的供電電壓，取電效率將會非常低下，比如48V的電源系統，輸入電壓最高可達75V，此時Vsw在100V左右，通過線性穩壓電路取電，獲得一個10V的電壓，取電效率僅為10％，這是不可接受的，其取電效率比直接從輸入電壓Vin上通過線性穩壓電路取電的效率還要低。

已經意識到，希望提供一種可以適用于更高輸入電壓、更加高效的開關變換器開關節點取電電路。