[實用新型]一種改進(jìn)型輸出零紋波變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821503902.7
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN209283097U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋亞亞;王志燊;鐘天明
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14;H02M1/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種改進(jìn)型輸出零紋波變換器，通過輔助電壓電路輸出輔助電壓給繞組Na，使輔助電壓產(chǎn)生的磁通對繞組N_L上電流的影響抵消掉繞組Np磁通的變化對繞組N_L上電流的影響，最終可實現(xiàn)全輸入電壓范圍內(nèi)輸出零紋波；該輔助電壓電路的輸入兩端分別連接變換器的輸入電壓Vin的正端和輸入電壓Vin的負(fù)端；本實用新型簡化了輔助電壓電路的輸入電壓，使輔助電壓電路的輸入端只連接變換器的輸入電壓，并且改變了輔助電壓電路中兩個開關(guān)管的控制信號，使得可以實現(xiàn)全輸入電壓范圍輸出零紋波。當(dāng)功率級輸入電壓范圍較寬時，所需外加繞組的輔助電壓不隨功率級的輸入電壓變化，且可在全輸入電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)輸出零紋波。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種改進(jìn)型輸出零紋波變換器及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)型開關(guān)變換器已不能完全滿足電源設(shè)計的更高需求，針對輸出電壓紋波這一指標(biāo)，現(xiàn)有基本變換器通常采用加大輸出電容容量來減小輸出電壓紋波，從而達(dá)到使輸出電壓紋波滿足指標(biāo)要求的目的。

輸出電壓紋波產(chǎn)生的本質(zhì)是由于輸出端磁性元器件兩端的電壓有變化，進(jìn)而引起電流波動所致，因此，若是能夠減小這部分電流波動，則可以減小輸出電容容值且使輸出電壓紋波為零，從而可減小開關(guān)電源負(fù)載端的噪聲干擾。

陳乾宏在論文《輸出紋波最小化有源箝位正激磁集成變換器》中提出了磁集成ACF變換器，可將正激變換器中的電感與變壓器集成到一個磁芯上，該集成方案對固定的輸入電壓和輸出電壓下可以實現(xiàn)輸出零紋波。另外，專利申請?zhí)枮?01810381956.9的發(fā)明專利《一種輸出零紋波變換器》中設(shè)計了一種四磁柱變壓器，提出了一種可實現(xiàn)全輸入電壓范圍內(nèi)輸出零紋波磁集成電路方案。

現(xiàn)有方案實現(xiàn)全輸入電壓范圍內(nèi)輸出零紋波的技術(shù)方案仍存在不足之處，在專利申請?zhí)枮?01810381956.9的兩個實施例中，外加在輔助繞組上的電壓為或者從式中可以看出，外加繞組上的輔助電壓Vax隨著輸出電壓Vo或者輸入電壓Vin的變化而變化。當(dāng)輸入電壓在較寬范圍內(nèi)變化時，外加繞組的輔助電壓需要根據(jù)不同的輸入電壓進(jìn)行調(diào)整才可實現(xiàn)輸出零紋波，進(jìn)而將會導(dǎo)致輔助電壓電路處的功耗在一定范圍內(nèi)變化，用于產(chǎn)生外加繞組輔助電壓的采樣/運(yùn)算電路會復(fù)雜一些，具有一定的缺陷。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有方案的不足，提出一種改進(jìn)型電路方案，當(dāng)功率級輸入電壓在較寬的范圍內(nèi)變化時，外加繞組的輔助電壓不隨功率級的輸入電壓變化。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

首先，本方案所采用變壓器磁芯形狀仍為專利申請?zhí)枮?01810381956.9的《一種輸出零紋波變換器》中的四磁柱變壓器，在增加的磁柱上添加一繞組，在繞組上加入固定電壓，讓添加的輔助電壓產(chǎn)生的磁通抵消原來磁通對輸出電流紋波的影響，使得可以實現(xiàn)輸出零紋波。

一種改進(jìn)型輸出零紋波變換器，包括主功率級電路、輸出整流濾波電路和輔助電壓電路；

所述的主功率級電路包括一變壓器、開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管SR1、開關(guān)管SR2、電容Cr；所述的變壓器有4根磁柱，分別為磁柱1、磁柱2、磁柱3和磁柱4；磁柱1上繞制繞組Np和繞組Ns，磁柱2上繞制繞組Na，磁柱3上沒有繞組，磁柱4上繞制繞組N_L；

輸入電壓Vin的正端分別與繞組Np的同名端和電容Cr的負(fù)端相連，繞組Np的異名端分別與開關(guān)管Q1的漏極和開關(guān)管Q2的源極相連，開關(guān)管Q1的源極與輸入電壓Vin的負(fù)端相連；開關(guān)Q2的漏極與電容Cr的正端相連；繞組Ns的同名端分別與繞組N_L的同名端和開關(guān)管SR2的漏極相連，繞組N_L的異名端與輸出整流濾波電路的正端相連，開關(guān)管SR2的源極和開關(guān)管SR1的源極與輸出整流濾波電路的負(fù)端相連，開關(guān)SR1的漏極與繞組Ns的異名端相連；開關(guān)管Q1的柵極和開關(guān)管Q2的柵極連接外部驅(qū)動信號；