[發(fā)明專利]應(yīng)用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關(guān)電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010716659.2
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111969854B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙曉妮;白小青;李海波
• 申請（專利權(quán)）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(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 屠沛

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關(guān)電源，解決了現(xiàn)有反激式開關(guān)電源存在的問題以及設(shè)計(jì)需求。本發(fā)明采用兩級雙管雙繞組反激式開關(guān)電源串聯(lián)的思想，實(shí)現(xiàn)正確的電壓輸出，通過切換開關(guān)和短接開關(guān)的配合，建立了適用于不同輸入電壓等級的反激式開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通過選擇合適的開關(guān)工作模式，有效減小了高頻變壓器的體積，降低了MOSFET的開關(guān)損耗，使此開關(guān)電源的工作效率得到顯著的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于不同輸入電壓等級的高壓反激開關(guān)電源。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的反激式開關(guān)電源包括單管反激式開關(guān)電源、雙管單繞組反激式開關(guān)電源，以及雙管雙繞組反激式開關(guān)電源。

對于單管反激式開關(guān)電源，其結(jié)構(gòu)為單級MOSFET和單輸入繞組串聯(lián)的形式，此時MOSFET在關(guān)斷期間需要承受的電壓應(yīng)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(jié)電容之間震蕩產(chǎn)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(guān)電源僅適用于輸入電壓比較低的應(yīng)用場合，且高電壓等級的MOSFET，必定導(dǎo)致很大的開關(guān)損耗，開關(guān)電源的效率得不到滿足。

對于雙管單繞組的反激式開關(guān)電源，其結(jié)構(gòu)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(guān)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(guī)格選擇以及損耗，雙管單繞組反激式開關(guān)電源不可能實(shí)現(xiàn)。

對于雙管雙繞組的反激式開關(guān)電源，其結(jié)構(gòu)為輸入側(cè)利用均壓電容分壓，變壓器輸入側(cè)兩個繞組分別串聯(lián)一個MOSFET，此時MOSFET承受的電壓應(yīng)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(jié)電容震蕩產(chǎn)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(guān)電源，最低應(yīng)該選擇耐壓值為1500V的MOSFET，此時MOSFET的高內(nèi)阻將會大大降低開關(guān)電源的效率，管子發(fā)熱嚴(yán)重，開關(guān)電源的效率必定很低，因此雙管雙繞組的電路拓?fù)洳贿m用于超高壓范圍的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有反激式開關(guān)電源存在的問題以及設(shè)計(jì)需求，提供了應(yīng)用于不同輸入電壓等級和電壓范圍的高壓反激開關(guān)電源。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)解決方案是：

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

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

所述第一級雙管雙繞組反激式開關(guān)電源和第二級雙管雙繞組反激式開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(guān)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(lián)，高頻變壓器的首級輸入繞組與次級輸入繞組通過MOSFET串聯(lián)；

第一級雙管雙繞組反激式開關(guān)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(guān)電源高頻變壓器T2的首級輸入繞組通過MOSFET串聯(lián)；第二級雙管雙繞組反激式開關(guān)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(fù)極端；

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

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