[發明專利]一種開關電源

在審

• 申請號: 202011092296.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112117898A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 袁印;賈根霞
• 申請（專利權）人: 上海波圓電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/14
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 閆家偉

本發明公開了一種開關電源，包括：晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5柵極均與電源控制信號輸入端連接，晶體管Q1漏極與電源U一端連接，晶體管Q1源極與晶體管Q2漏極、電感L1一端連接，晶體管Q2源極與晶體管Q3漏極、電感L2一端連接，晶體管Q3源極與電源U另一端、電容C2一端、電容C3一端、電阻RL一端連接，電感L1另一端與電容C1一端、晶體管Q4漏極連接，電感L2另一端與電容C1另一端、電容C2另一端、晶體管Q5源極連接，晶體管Q4源極與晶體管Q5漏極、電感L3一端連接，電感L3另一端與電容C3另一端、電阻RL另一端連接。本發明開關電源在無需配置高分辨率PWM模塊情況下，也可以同時滿足低紋波、高效、快速動態響應、高分辨率。

技術領域

本發明屬于開關電源電子電路技術領域，具體涉及一種開關電源。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，電源模塊在各個領域得到了廣泛的應用，開關電源更是逐步取代了線性電源，成為主流電源。

開關電源的功率開關處于開關狀態，而線性電源的功率開關處于半導通狀態，因此開關電源的效率通常比線性電源高，但開關電源的紋波和動態響應卻一般比線性電源差很多。有些場合既需要開關電源的高效率，同時對紋波和動態響應也有要求，此時一般的方案會提高開關頻率，犧牲一點效率。效率和紋波(或者動態響應)總是矛盾體。在高壓領域，提高開關頻率比低壓領域難得多，對半導體工藝要求很高，例如，工作在1200V的開關電源中一般采用絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)作為開關管，而常規IGBT的開關頻率20kHz左右，高頻的可以到100kHz左右，這幾乎已經是極限了；再例如，工作在600V的開關管除開IGBT外還可以選擇高壓金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor,簡稱MOS)，MOS的開關頻率可以比IGBT高，但這種高壓MOS的成本卻不低，就算采用了這種高壓MOS頻率也很難到100kHz以上，頻率再高損耗已經不能滿足設計要求。為了降低輸出電壓紋波，除開提高開關頻率外，還可以改變濾波器參數，例如增大輸出濾波電感或者增大濾波電容，雖然這種方法可以降低紋波，但輸出的動態響應將變差。特別是儀器設備，例如函數電源、直流穩壓電源等，對輸出的電壓質量有很高的要求，目前市面上的直流穩壓電源分2類：開關電源式和線性電源式，開關電源式的穩壓電源輸出紋波和動態響應完全沒有辦法和線性電源相比，但這種電源效率高，在紋波和動態響應要求沒有那么高的場合比線性電源輕巧很多，價格也便宜。數字開關電源中，一般采用脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，簡稱PWM)來控制互補的開關管進行斬波變換。

但是，PWM是有精度的，例如，一個100MHz主頻的PWM模塊，如果輸出1MHz的PWM，那么PWM的精度只有1％，很難滿足變頻器或者多路并聯的開關電源系統中，而為了提高PWM精度，又得降低開關頻率。為了解決這一矛盾，有些數字芯片自帶高分辨率的PWM，等效主頻可到5GHz左右，是傳統PWM精度的幾十倍，而對于沒配置有高分辨率PWM模塊的數字芯片，則很難保證在高頻狀態下PWM分辨率。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種開關電源。

本發明的一個實施例提供了一種開關電源，該開關電源包括：

電源U、晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5、電感L1、電感L2、電感L3、電容C1、電容C2、電容C3、電阻RL，其中，