[发明专利]一种适用于宽电压范围输入的高效率隔离开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源，尤其涉及实现宽输入电压范围的高效率隔离开关电源。

背景技术

传统的宽输入电压范围隔离开关电源通常选用普通桥式变换器作为主拓扑结构。为保证变换器能在全输入电压范围内稳定工作，变换器设计时的稳态工作点通常只能选择在最恶劣工况处。因此为了平衡变换器的实用性与成本，当变换器工作在极端状态下不仅动态响应及稳定性较差，同时变换器的效率相比正常状态下也大幅降低。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种宽输入电压范围的高效率隔离开关电源。其中高频隔离变压器包含两个原端绕组及一个副端绕组，通过控制开关管的通断改变变换器的原端等效绕组以实现开关电源在整个宽电压输入范围内的高效率工作。

本发明具体通过如下技术方案实现：

一种适用于宽电压范围输入的高效率隔离开关电源，其包括高频隔离变换器和变换器逻辑控制电路，其中，高频隔离变压器包括两个原端绕组n₁和n₂、一个副端绕组n₃以及六个开关管Q1~Q6；所述变换器逻辑控制电路连接开关管Q1~Q6的栅极；Q1的源极连接第一原端绕组n₁的同名端，Q1的漏极连接输入电压的一端；Q2的漏极连接第一原端绕组n₁的同名端，Q2的源极连接输入电压的另一端；Q3的源极连接第二原端绕组n₂的同名端，Q3的漏极连接Q1的漏极；Q4的漏极连接第二原端绕组n₂的同名端，Q4的源极连接Q2的源极；Q5的源极连接第二原端绕组n₂的异名端，Q5的漏极连接Q1的漏极；Q6的漏极连接第二原端绕组n₂的异名端，Q6的源极连接Q2的源极；通过变换器逻辑控制电路控制开关管的通断来改变变换器的原端等效绕组以实现所述开关电源在整个宽电压输入范围内的高效率工作。

当输入电压较低时，开关管Q1-Q4工作在普通全桥模式状态，开关管Q5及Q6处于持续关断状态。变换器等效原端绕组为n₁，此时变换器升压比较高。

当输入电压升高时，开关管Q1、Q2、Q5及Q6工作在普通全桥模式状态，开关管Q3及Q4处于持续关断状态。变换器等效原端绕组为n₁+n₂，此时变换器升压比较之前模式有所降低。

当输入电压继续升高，变换器进入半桥工作状态，此时开关管Q1及Q2工作在半桥模式，开关管Q3、Q4及Q5关断，开关管Q6持续导通。变换器等效原端绕组为n₁+n₂，但由于半桥工作模式，因此变换器此时升压比最低。

本发明的有益效果是：本发明提供的适用于宽电压范围输入的高效率隔离开关电源，包括高频隔离变换器和变换器逻辑控制电路。其中高频隔离变换器包含两个原端绕组、一个副端绕组以及六个开关管，通过变换器逻辑控制电路控制开关管的通断来改变变换器的原端等效绕组以实现所述高效率开关电源在整个宽电压输入范围内的高效率工作。该高效率隔离开关电源结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

如附图1所示，本发明的适用于宽电压范围输入的高效率隔离开关电源，其包括高频隔离变换器和变换器逻辑控制电路，其中，高频隔离变压器包括两个原端绕组n₁和n₂、一个副端绕组n₃以及六个开关管Q1~Q6；所述变换器逻辑控制电路连接开关管Q1~Q6的栅极；Q1的源极连接第一原端绕组n₁的同名端，Q1的漏极连接输入电压的一端；Q2的漏极连接第一原端绕组n₁的同名端，Q2的源极连接输入电压的另一端；Q3的源极连接第二原端绕组n₂的同名端，Q3的漏极连接Q1的漏极；Q4的漏极连接第二原端绕组n₂的同名端，Q4的源极连接Q2的源极；Q5的源极连接第二原端绕组n₂的异名端，Q5的漏极连接Q1的漏极；Q6的漏极连接第二原端绕组n₂的异名端，Q6的源极连接Q2的源极；通过变换器逻辑控制电路控制开关管的通断来改变变换器的原端等效绕组以实现所述开关电源在整个宽电压输入范围内的高效率工作。