[發明專利]一種可實現短路保護的自激推挽式變換器及短路保護方法

有效

• 申請號: 201911179969.9
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110838795B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 梁乒;曾令前
• 申請（專利權）人: 廣州捷拓電子有限公司
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M3/335;H01F27/28;H01F27/42
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

本發明公開了一種可實現短路保護的自激推挽式變換器及短路保護方法，變換器的變壓器包括環狀的磁芯、輸入繞組、輸出繞組和啟動繞組，輸入繞組、輸出繞組和啟動繞組均繞制在環狀的磁芯上，輸入繞組和輸出繞組互不重疊交叉，啟動繞組與輸入繞組重疊繞制，且與輸出繞組互不重疊交叉；或者，啟動繞組繞制分布在輸入繞組和輸出繞組之間，輸入繞組和啟動繞組均不與輸出繞組重疊交叉。本發明可以降低啟動電容的容值，提高自激推挽式變換器的帶容性負載的能力，并且在短路狀況下，保持較低的短路工作電流，長期進行短路保護。

技術領域

本發明涉及自激推挽式變換器領域，具體涉及一種可實現短路保護的自激推挽式變換器及利用該變換器實現短路保護的方法，能夠降低啟動電容的大小，可以長期短路保護，降低短路電流的同時提高帶電容負載的能力。

背景技術

現有的自激推挽式變換器的電路結構的主要形式是Royer電路和自振蕩Jensen電路。Royer電路通過優化電路設計，可以實現輸出端負載的短路保護，如公開號為CN102291001A的專利文獻所記載，但是這種現有技術在實現短路保護時需要調節變壓器的漏感，如果負載側電容取值過大，會導致變壓器傳輸效率降低，無法啟動電路，這就限制了變換器帶電容負載的能力，而如果為了提高變換器帶電容負載的能力將電路的工作電流做大，則會導致變換器功耗增大，導致元器件燒毀，可見，類似的現有技術其短路保護功能與帶容性負載能力兼容性差。

公開號為CN102543371A的專利文獻示出了一種變壓器結構，該變壓器結構在閉合磁芯外表面延伸一個磁柱，將共模電感的兩個繞組繞制在環狀磁芯上，將差模電感的繞組繞制在所述的磁柱上，而這種變壓器結構的設計目的是降低短路保護時的磁集成器件的溫升，無法實現長期短路保護、降低啟動電容、以及在降低短路電流的同時提高帶電容負載的能力。

公開號為CN102710110A的專利文獻示出了一種自激推挽式變換器的短路保護方法，其采用常用的Royer電路結構，在該文獻中，通過人為短路的方式調節變壓器的漏感，并增大啟動電容的容量至1uF，雖然可以降低短路工作電流，但是其帶容性負載的能力仍然不足，只能達到470uF，并且啟動電容的增大會導致成本的增加。

由此可見，現有技術的自激推挽式變換器存在以下不足：

1、無法實現短路保護，或者短路工作電流較大，無法實現持續短路，否則容易燒毀開關管；

2、為了降低短路工作電流，增大啟動電容的容值，使得啟動電容的容值較大，導致原材料成本較高；

3、帶電容負載的能力較弱，如果強行增加電容負載，會造成啟動不良，燒毀開關管。

發明內容

本發明的目的是提供一種可實現短路保護的自激推挽式變換器及其保護方法，能夠克服自激推挽式變換器現有的短路保護的缺點，在不增加元器件的前提下，降低啟動電容的容值，提高自激推挽式變換器的帶容性負載的能力，并且在短路狀況下，保持較低的短路工作電流，長期進行短路保護。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種實現短路保護的自激推挽式變換器，所述變換器包括連接至變換器輸入端的電阻R1、啟動電容C2，以及變壓器，所述變壓器包括環狀的磁芯、輸入繞組、輸出繞組和啟動繞組，所述輸入繞組、輸出繞組和啟動繞組均繞制在所述環狀的磁芯上，其特征在于，

所述輸入繞組和所述輸出繞組互不重疊交叉，所述啟動繞組與所述輸入繞組重疊繞制，并且與所述輸出繞組互不重疊交叉；或者，所述啟動繞組繞制分布在所述輸入繞組和所述輸出繞組之間，且所述輸入繞組和所述啟動繞組均不與所述輸出繞組重疊交叉；

所述啟動電容C2的取值為22nF，所述電阻R1的取值為1.2K歐姆至1.5K歐姆。