[发明专利]全桥变换器电路变压器及全桥变换器电路

说明书

本发明涉及一种全桥变换器电路变压器及全桥变换器电路，通过第一初级线圈和第二初级线圈构成的变压器，在应用到全桥变换器电路中，有效地降低高频段时全桥变换器电路的输出电压的振幅，改善全桥变换器电路的传导性能。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种全桥变换器电路变压器及全桥变换器电路。

背景技术

全桥变换器作为开关电源中的重要组成部分，有利于实现高效大功率的开关电源。图1为全桥变换器基本电路图，全桥变换器的基本电路结构如图1所示，由四个功率开关管和一个高频变压器等组成。电路工作情况由激励信号进行控制，对角线上的两个开关管同时导通或截止，便可将直流变成交流。当开关管BG1、BG2被激励串联导通，开关管BG3与BG4分别截止时，电源通过BG1、BG2和变压器绕组Np向负载供电；当BG3、BG4被激励串联导通，BG1与BG2分别截止时，电源通过BG3、BG4和变压器绕组Np上，次级绕组输出交流电压通过整流变成直流电压向负载供电。

如图1所示，功率开关管BG1～BG4的集电极分别接二极管D11～D14，其作用是抑制晶体管从导通转向截止瞬间变压器漏感及部分磁化能量产生的尖峰电压。例如当BG1与BG2由导通转向截止时，Np绕组中产生下正上负的感应电势，则漏感等储能通过D13和D14释放，从而BG1与BG2承受的电压钳位于特定电压，BG13、BG14上电压分别钳位于D13和D14的管压降。

为了是逆变电路输出对称矩形波，激励信号脉宽应相同，功率开关管的参数应尽量选得一致，但实际上BG1、BG2与BG3、BG4的参数不可能绝对相等，因此在正负半周中，通过变压器初级绕组的电流是不相等的，从而使铁芯磁芯产生单向偏磁现象。这种影响就是通常所说的随机磁化不平衡，严重时将导致磁芯饱和，波形畸变。为此可在变压器的初级绕组串联电容器隔直流。

开关电源变换器工作时，功率开关管快速的开通和关断，全桥变换器的BG1、BG2(BG3、BG4)同步和开通和关断时，流过开关管BG1～BG4和变压器的电流会快速的变化，快速的电流变化会产生交变电磁波辐射，形成辐射干扰；变压器绕组和开关管、整流管的连接点会产生周期电压矩形波，矩形电压波形的上升沿河下降沿电压快速的变化，矩形电压形含有丰富高频谐波，高频谐波通过寄生电容耦合到各个电子线路中形成传导干扰。

传统的全桥变换器在使用时，存在这样一个现象，同一个设计方案，批量做成产品后，不同产品传导干扰性能一致性不好，即传导性能不好。

对于理想的全桥变换器，BG1～BG4的参数完全一样，BG1和BG2同时关断、同时导通，BG3和BG4同时关断、同时导通。例如，一个理想的全桥变换器，在某时刻BG3、BG4处于关断状态，BG1，BG2导通状态；当BG1、BG2接收到关断信号时，同时关断，变压器的电压开始反转，上桥臂A点开始下降和下桥臂B点开始上升，A点和B点同步变化且速率相同方向相反。

如图1所示，图A点和B点对地分别有寄生耦合电容Ca、Cb，由于A点和B点在电路中是对称的两个点，一般的Ca≈Cb；为方便分析，假设Ca＝Cb，在理想变换器中因为A点和B点以同步变化且速率相同方向相反，流过电容Ca的共模电流为I_CMa，流过电容Cb的共模电流为I_CMb；I_CMa、I_CMb同步变化且大小相同方向相反，所以图2为理想情况下的共模电流波形图。如图2所示，I_CMa+I_CMb＝0；这部分的共模电流将会在内部抵消，没有串扰到输入线路中，整体电路的共模干扰就会较小，传导干扰性能良好。