[發明專利]一種新型雙繞組開關電源拓撲結構

在審

• 申請號: 202010419637.X
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111464038A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 唐順柏
• 申請（專利權）人: 深圳市依崇微電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭西洋;謝亮

本發明公開一種新型雙繞組開關電源拓撲結構，連接于市電與電源輸出模塊之間，包括整流濾波模塊、電源轉換器芯片U2、變壓器T1、芯片供電模塊、原邊電壓采樣模塊、輸出電壓采樣模塊；所述整流濾波模塊的輸入端與輸出端分別與市電、電源轉換器芯片U2電性連接；所述電源轉換器芯片U2經變壓器T1與電源輸出模塊電性連接，芯片供電模塊、原邊電壓采樣模塊及輸出電壓采樣模塊均連接于電源轉換器芯片U2與變壓器T1之間。本發明利用變壓器T1的次級線圈導通時，基于變壓器T1原邊線圈的電平變化對電源轉換器芯片U2供電，進而可減少了一個高壓功率管的使用，減小芯片面積、降低功耗、節約成本、設計合理、原理簡單、工作效率高。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種新型雙繞組開關電源拓撲結構。

背景技術

在開關電源中，常用的是三繞組拓撲結構，該結構是利用變壓器輔助線圈上的二極管的導通狀態，實現對電源轉換器芯片的供電，由于需要多布置一個輔助線圈，導致PCB布局時，芯片面積較大，布置復雜、且對輸出電壓、電流的采樣精度較低。因此，人們轉而對雙繞組開關電源拓撲結構進行研發，如圖1所示，是目前市面上較為常見的雙繞組開關電源拓撲結構，圖中，整流橋U1、電容C1分別用于對交流電源進行整流及濾波；R1為電源轉換器芯片U2的啟動電阻；Rcs為變壓器T1原邊線圈電流采樣電阻，Rfb1和Rfb2為輸出電壓采樣分壓電阻，二極管D1、電阻R2和電容C3為變壓器漏磁吸收電路，二極管D2為變壓器次級整流管，C4為輸出濾波電容，電阻RL4為輸出負載電阻；芯片U2通過檢測反饋信號Vcs和Vfb，產生一PWM信號，進而控制功率管Q1的開關狀態，以實現對輸出電壓及輸出電流的控制。

具體地，芯片U2啟動時，通過啟動電阻R1，給電容C2充電；當達到芯片U2內部啟動電源閾值后，芯片開始工作；當功率管Q2開啟時，變壓器T1電流開始上升，Rcs上電壓增加，進而采樣Vcs電壓到芯片U2；當功率管Q2關閉時，次級整流二級管D2開始導通，經電容C4濾波，給負載供電；當整流二極管D2導通的時候，芯片地sgnd變為負電平，電流從GND端流向sgnd端，通過分壓電阻Rfb1和Rfb2采樣Vfb電壓到芯片；變壓器漏感由D1、R2、C3組成的RCD吸收電路吸收；在功率管Q2開啟時，電源通過功率管Q1和二極管D3給電容C2充電，實現對芯片的供電。

上述電路存在以下不足之處：

1)為給芯片U2供電，需要多使用一個高壓功率管Q1和二極管D3，還需要多綁定封裝一個引腳OE，增大了芯片面積，增加芯片制作成本；

2)由于功率管Q1和Q2驅動方式不同，還需要設計專用的驅動電路，為驅動此功率管，增大了芯片面積，控制邏輯也更復雜；

3)芯片的供電在原邊功率管Q2開啟的時候，利用電源給電容C2充電，功率管Q1和Q2均串聯在芯片功率回路里，增大了芯片的功耗，降低了系統的效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型雙繞組開關電源拓撲結構，該結構利用變壓器T1的次級線圈導通時，基于變壓器T1原邊線圈的電平變化對電源轉換器芯片U2供電，進而可減少了一個高壓功率管的使用，減小芯片面積、降低功耗、節約成本、設計合理、原理簡單、工作效率高。

為實現上述目的，采用以下技術方案：