[发明专利]一种开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源电路，特别涉及一种开关电源的漏感能量回收的电路。

背景技术

变压器的漏感可以理解为初级线圈所产生的磁力线不能完全通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。通过这个定义我们知道，任何变压器都存在漏感，特别是对于开关电源而言，开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。当控制开关管断开的瞬间，由于开关变压器漏感的存在，会在漏感上产生与输入电压串联的感应电动势，这个反向电动势很大很容易把开关器件过压击穿；而且漏感的能量无法传输到开关电源的二次侧，造成能量的损失而使整机效率低下。

在反激拓扑电路中，漏感的影响更大。众所周知，反激变压器初级侧与次级侧不是实时传输能量，如图1所示的反激拓扑结构，在开关管导通时，变压器初级侧电感开始存储能量，在开关管关断时，变压器通过初次级线圈的耦合，初级线圈的能量耦合到次级线圈中并传输到开关电源的输出端。因此，反激变压器有一个能量存储的过程，这就造成变压器初级侧电感的直流分量很大，需要磁芯开气隙，从而造成漏感更大。

因为漏感的普遍存在性，目前在进行开关电源设计时，普遍采用吸收电路将这部分漏感损耗掉，从而减少开关管漏源端的电压应力。这样做虽然保证了开关管漏源端的电压应力，但是漏感的能量也在无形中浪费掉了。还有一种漏感回馈电路叫做第三绕组吸收电路，如图2所示的电路即为第三绕组吸收电路，这种电路可以满足漏感能量的回收利用，但是结构较为复杂，特别是变压器多了了第三个绕组，增加了器件制作工艺复杂度及成本。

如专利申请号为201410822779.5的《一种电源电路》中国专利公开说明书示出了一种开关电源的全新拓扑，图3示出专利《一种电源电路》中的简单拓扑图，如图3所示，因为变压器磁芯工作于磁滞回线的一三象限，因此其变压器磁芯的气隙可以减少，从而降低漏感，但漏感的损耗仍然存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路拓扑，能够解决现有技术中漏感能量的回收问题，提高整机的转换效率。为了达到上述目的，本发明是通过以下技术措施实现的：

一种开关电源，包括整流桥、第一电容、倍压电路、第二电容和反激电路，所述整流桥具有正输出端和负输出端，所述第一电容并联于整流桥的正输出端与负输出端之间；所述反激电路的原边电路包括变压器的原边绕组、第一开关管和驱动第一开关管的驱动模块；所述倍压电路将整流桥的输出电压升高，包括第一二极管、第一电感和第二开关管，所述整流桥的正输出端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端分别与第一二极管的阳极及第二开关管的漏极连接，第二开关管的源极与整流桥的负输出端连接；第二开关管的栅极与驱动模块连接；第一二极管的阴极分别与第一开关管的漏极及第二电容的一端连接，第二电容的另一端与原边绕组的异名端连接，原边绕组的同名端与整流桥的负输出端连接；第一开关管的源极与原边绕组的同名端连接；第一开关管的栅极与驱动模块连接；还包括漏感回收电路，所述漏感回收电路包括第二二极管，其中，第二二极管的阴极与整流桥的正输出端连接，第二二极管的阳极与原边绕组的异名端连接，当第一开关管和第二开关管关断时，变压器的漏感能量经过第二二极管回收到第一电容中。

作为本发明的另一种改进，所述第二开关管由第三二极管代替，所述倍压电路中电感的另一端分别与第一二极管的阳极及第三二极管的阴极连接，第三二极管的阳极连接整流桥的负输出端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)漏感能量可以有效的回收利用，降低了电源损耗。

(2)开关管的电压应力可以有效的得以控制，使得开关管的漏源极间无电压尖峰。

(3)改善系统的EMI性能。

(4)成本低，减少元器件数量。

附图说明

图1为现有普通的反激拓扑简图；

图2为现有第三绕组吸收的反激拓扑电路结构示意图；

图3为引用专利申请号为201410822779.5的中国专利的简单拓扑图；

图4为本发明开关电源的简单拓扑组成单元示意图；

图5为本发明开关电源在N-MOS管导通期间的电流流向分析示意图；

图6为本发明开关电源在N-MOS管关断期间的电流流向分析示意图；

图7为本发明开关电源的第一实施例的电路原理图；

图8为本发明开关电源的第二实施例的电路原理图。

具体实施方式

第一实施例