[發明專利]應用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關電源有效

申請號：	202010716659.2	申請日：	2020-07-23
公開（公告）號：	CN111969854B	公開（公告）日：	2023-03-24
發明（設計）人：	趙曉妮;白小青;李海波	申請（專利權）人：	西安愛科賽博電氣股份有限公司
主分類號：	H02M3/335	分類號：	H02M3/335;H02M1/08;H02M1/44
代理公司：	西安智邦專利商標代理有限公司 61211	代理人：	屠沛
地址：	710119 陜西省西***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	應用于不同輸入電壓等級高壓開關電源
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【說明書】：

本發明提供了一種應用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關電源，解決了現有反激式開關電源存在的問題以及設計需求。本發明采用兩級雙管雙繞組反激式開關電源串聯的思想，實現正確的電壓輸出，通過切換開關和短接開關的配合，建立了適用于不同輸入電壓等級的反激式開關電源拓撲結構；通過選擇合適的開關工作模式，有效減小了高頻變壓器的體積，降低了MOSFET的開關損耗，使此開關電源的工作效率得到顯著的提升。

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，具體涉及應用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關電源。

背景技術

現有的反激式開關電源包括單管反激式開關電源、雙管單繞組反激式開關電源，以及雙管雙繞組反激式開關電源。

對于單管反激式開關電源，其結構為單級MOSFET和單輸入繞組串聯的形式，此時MOSFET在關斷期間需要承受的電壓應力比較大，包括輸入電壓、副邊反射回原邊的電壓、以及變壓器漏感與MOSFET結電容之間震蕩產生的電壓尖峰。由于市面上MOSFET承受的最大耐壓水平為1500V，因此單管反激式開關電源僅適用于輸入電壓比較低的應用場合，且高電壓等級的MOSFET，必定導致很大的開關損耗，開關電源的效率得不到滿足。

對于雙管單繞組的反激式開關電源，其結構為變壓器輸入繞組的兩端各串接一個MOSFET，采用二極管鉗位電路，將MOSFET的關斷電壓鉗位在輸入電壓水平。若要求最高輸入電壓2200V，考慮到MOSFET的規格選擇以及損耗，雙管單繞組反激式開關電源不可能實現。

對于雙管雙繞組的反激式開關電源，其結構為輸入側利用均壓電容分壓，變壓器輸入側兩個繞組分別串聯一個MOSFET，此時MOSFET承受的電壓應力包括：1/2的輸入電壓、變壓器副邊反射回原邊的電壓、以及變壓器漏感與MOSFET結電容震蕩產生的電壓尖峰。對于要求的最高輸入電壓2200V而言，利用雙管雙繞組的反激式開關電源，最低應該選擇耐壓值為1500V的MOSFET，此時MOSFET的高內阻將會大大降低開關電源的效率，管子發熱嚴重，開關電源的效率必定很低，因此雙管雙繞組的電路拓撲不適用于超高壓范圍的反激式開關電源設計需求。

發明內容

本發明的目的在于解決現有反激式開關電源存在的問題以及設計需求，提供了應用于不同輸入電壓等級和電壓范圍的高壓反激開關電源。

為實現上述目的，本發明所提供的技術解決方案是：

一種應用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關電源，包括抗沖擊和EMI電路、兩級雙管雙繞組反激式開關電源、采樣電路、控制芯片和驅動電路；其特殊之處在于：

所述兩級雙管雙繞組反激式開關電源分別記為第一級雙管雙繞組反激式開關電源和第二級雙管雙繞組反激式開關電源；

所述第一級雙管雙繞組反激式開關電源和第二級雙管雙繞組反激式開關電源的拓撲結構相同，均包括均壓電路、高頻變壓器以及兩個RCD吸收電路；

所述高頻變壓器包括首級輸入繞組、次級輸入繞組、首級輸出繞組以及次級輸出繞組；

各級雙管雙繞組反激式開關電源中，兩個RCD吸收電路分別與高頻變壓器的首級輸入繞組和次級輸入繞組并聯，高頻變壓器的首級輸入繞組與次級輸入繞組通過MOSFET串聯；

第一級雙管雙繞組反激式開關電源高頻變壓器T1的次級輸入繞組與第二級雙管雙繞組反激式開關電源高頻變壓器T2的首級輸入繞組通過MOSFET串聯；第二級雙管雙繞組反激式開關電源高頻變壓器T2的次級輸入繞組通過MOSFET接輸入電壓的負極端；

第一級雙管雙繞組反激式開關電源的均壓電路2a和第二級雙管雙繞組反激式開關電源的均壓電路2b串聯；

第一級雙管雙繞組反激式開關電源和第二級雙管雙繞組反激式開關電源的均壓電路之間設置有電容切換開關K2和電阻切換開關K3，且第一級雙管雙繞組反激式開關電源的兩端設置有短接開關K1；

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