[发明专利]一种同步整流Buck-Flyback变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流开关电源变换器，具体涉及一种适用于DC/DC直流数字电源模块辅助电源的技术领域。

背景技术

随着电子设备的功能越来越复杂，针对更广泛的负载、更低的输出电压以及多种电源同步进行管理，DSP/FPGA控制的数字电源模块近年来成为热门的研究方向。数字电源虽然可提供更为强大的监控功能，但DSP/FPGA等数字控制芯片所需要的待机功率也大大增加。在待机时，数字电源不仅需要提供原边控制芯片所需的工作电压以满足通信与监控功能，包括故障管理、过电流保护以及避免停机等，以保证远程诊断确保持续的系统可靠性。另外还需提供副边数字芯片控制所需的工作电压，以提供如输出电压、时序控制、均流等功能。在高功率密度电源模块设计中PCB空间非常宝贵，如何设计既结构简单又效率高的辅助电源已经成为数字模块电源设计面临的关键问题之一。

发明内容

发明目的

本发明针对现代数字电源控制芯片静态工作电流大、待机功耗高、需为原副边各类控制芯片提供隔离输出电压的特点，提出了一种同步整流Buck-Flyback新型变换器以专门提供数字电源模块控制芯片所需的辅助电源，以简化设计并提高效率。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明的同步整流Buck-Flyback变换器，用于在电源中为各类控制芯片提供原、副边隔离的工作电压，包括同步整流Buck变换器、Flyback变换器以及Buck同步整流控制电路，其中同步整流Buck变换器的输出电压用于提供原边各类控制芯片所需的工作电压；Flyback变换器的输出电压用于提供副边各类控制芯片所需的隔离工作电压；Buck同步整流控制电路用于提供同步整流Buck变换器所需的同步整流控制信号；所述同步整流Buck-Flyback变换器还包括一个变压器L1，变压器L1有三个绕组且共用一个磁芯，即原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，所述变压器L1原边绕组设置在同步整流Buck变换器中、变压器L1第一副边绕组设置在Flyback变换器中，变压器L1第二副边绕组设置在Buck同步整流控制电路中，加在同步整流Buck变换器中变压器L1原边绕组上的电压通过变压器L1分别耦合到Flyback变换器中的变压器L1第一副边绕组以及Buck同步整流控制电路中的变压器L1第二副边绕组。

本发明同步整流Buck-Flyback变换器中的同步整流Buck变换器由开关控制芯片IC1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3、第四电阻R4、续流管Q1、第四电容C4和变压器L1原边绕组构成，其中第一电容C1的一端分别与电源正极、第一电阻R1的一端以及开关控制芯片IC1的第8引脚连接，第一电容C1的另一端分别与电源的负极、第二电阻R2的一端以及开关控制芯片IC1的第4引脚连接，第一电阻R1的另一端与开关控制芯片IC1的第6引脚连接，第二电阻R2的另一端与开关控制芯片IC1的第3引脚连接，第二电容C2的一端与开关控制芯片IC1的第7引脚连接，另一端接原边地；开关控制芯片IC1的第2引脚与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端分别与开关控制芯片IC1的第1引脚、变压器L1原边绕组的1端以及续流管Q1漏极连接，变压器L1原边绕组的2端分别与第三电阻R3的一端、第四电容C4的正极连接，第三电阻R3的另一端分别与开关控制芯片IC1的第5引脚、第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另一端分别与第四电容C4的负极、续流管Q1的源极连接后接原边地，续流管Q1的栅极与Buck同步整流控制电路的输出端连接。

本发明同步整流Buck-Flyback变换器中的Flyback变换器由第三二极管D3，第六电容C6，变压器L1第一副边绕组依次串接组成，其中第三二极管D3的阳极与变压器L1第一副边绕组的4端连接，第三二极管D3的阴极与第六电容C6的正极相连，变压器L1第一副边绕组的3端与第六电容C6的负极相连后接副边地。