[实用新型]降低功率开关损耗的双管正激开关电源电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电源电路技术领域，具体涉及正激开关电源电路，特别一种降低功率开关损耗的双管正激开关电源电路。

背景技术

正激开关电源是一种通过变压器传递能量的常见的DC-DC电源拓扑，其主要用于中等功率场合。按照变压器原边的功率开关(开关管)的个数不同，正激开关电源分为单管正激开关电源和双管正激开关电源。其中双管正激开关电源通过功率开关串联的二极管进行磁复位，不需要额外的复位电路，同时双管正激开关电源的功率开关承受的最大电压严格等于输入电压，适合用于较高电压输入、大功率输出场合。

现有的双管正激开关电源采用的是硬开关，即开通或关断时，功率开关的导通电流的上升或下降和端电压的下降或上升同时进行。在大功率应用中，双管正激开关电源的功率开关的导通电流及端电压都较大，因此存在很可观的功率开关损耗，这一方面增加了管的散热成本，另一方面浪费了能源。

图1为双管正激开关电源电路的结构图。如图所示，功率开关S₁’和S₂’开通时，能量从电压源V_in’经功率开关S₁’和S₂’并通过变压器T₁’传递到副边，此时，功率开关S₁’和S₂’的端电压为零(忽略功率开关的通态压降)。功率开关S₁’和S₂’关断时，变压器中的磁化电流通过二极管D₁’和D₂’退磁，此时，功率开关S₁’和S₂’的端电压等于电压源V_in’的输入电压。图2表示图1中的功率开关S₁’和S₂’开通瞬间，其导通电流和端电压的变化。由图2可见，功率开关在t₀时刻开始导通，其端电压u’开始下降，导通电流i’开始上升，这两个过程同时进行，直到t₁时刻其端电压u’降到零，功率开关完全导通。开通过程中，功率开关端电压和导通电流都不为零，所以功率开关的功率不为零，同时功率开关损耗的功率会随着其端电压和通态电流以及开关频率的增大而增大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题是为了降低双管正激开关电源的功率开关损耗。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种双管正激开关电源电路，包括电压源V_in、变压器T₁、第一功率开关S₁、第二功率开关S₂，电压源V_in的两端之间依次串联第一功率开关S₁、变压器T₁的原边绕组和第二功率开关S₂，其特征在于，在第一功率开关S₁和第二功率开关S₂之间还串联有一个磁开关L₁。

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述磁开关L₁是电感器，其非饱和电感大于所述变压器T₁的励磁电感，其饱和电感小于所述变压器T₁的励磁电感。

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述磁开关L₁的非饱和电感大于所述变压器T₁的励磁电感的10倍，饱和电感小于所述变压器T₁的励磁电感的1/10。

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述磁开关L₁的饱和时间大于功率第一功率开关S₁和第二功率开关S₂的开通时间。

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述磁开关L₁的饱和时间小于2μs。

根据本实用新型的一种具体实施方式，电路中还包括一个第一二极管D₁和一个第二二极管D₂，所述第一二极管D₁与依次串联的第一功率开关S₁、磁开关L₁变压器T₁的原边绕组并联，所述第二二极管D₂与依次串联的磁开关L₁、变压器T₁的原边绕组、第二功率开关S₂并联。