[实用新型]一种倍压输出电路

说明书

本实用新型公开了一种倍压输出电路，此电路应用在有高压输出需求的开关电源产品中，倍压输出电路包括四阶或四阶以上的倍压单元、变压器T1和电感L1，能够将变压器T1副边绕组端的电压通过倍叠的方式得到很高的输出电压，使用此电路可以有效减少变压器绕组的圈数，降低变压器的设计难度，同时在各阶倍压回路的共用节点上串联一个电感L1，利用电感电流不能突变的特性，抑制变压器翻转瞬间存在的电流尖峰，减少了产品的工作损耗，尤其是大幅度降低产品短路时的短路功耗，有效提高了产品的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及高压输出的开关电源模块，特别涉及一种倍压输出电路。

背景技术

高压输出的开关电源模块，为了简化变压器的副边绕组圈数，降低变压器的设计难度，一般都会在变压器后端使用倍压电路。倍压电路可以倍叠变压器副边端口电压，以得到期望的高输出电压。

本领域现有技术，一种四阶倍压输出电路的电路拓扑结构如图1所示，其应用于输出电压远高于输入电压的升压场合，包括变压器T1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容器C1、电容器C2、电容器C3和电容器C4。

电容器C1的一端连接变压器T1副边绕组的同名端，电容器C1的另一端连接二极管D1的阴极、二极管D2的阳极和电容器C3的一端，电容器C3的另一端连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接电容器C4的一端，其连接点作为倍压电路的输出端口+HV，电容器C4的另一端连接二极管D2的阴极、二极管D3的阳极和电容器C2的一端，电容器C2的另一端连接二极管D1的阳极和变压器T1副边绕组的异名端，其连接点接地作为倍压电路的输出端口GND。

现有技术电路存在一个明显的缺陷，当开关电源模块后端发生短路故障时，即等效于输出端口+HV和输出端口GND短接，此时产品短路损耗会特别巨大，同时原边电流尖峰会激增，极易损坏原边功率器件，使得产品整体可靠性不高，具体分析如下：

电路正常工作时，分为两个工作状态。

第一个工作状态，变压器T1的2端与3端为正，1端与4端为负。此时的第一阶变压器供电回路为：变压器T1的3端→二极管D1→电容器C1→变压器T1的4端。变压器副边绕组电压通过二极管D1加到电容器C1上，第一阶倍压完成。

第二个工作状态，变压器T1副边绕组电压翻转，变压器T1的2端与3端为负，1端与4端为正。此时存在的第二阶变压器供电回路为：变压器T1的4端→电容器C1→二极管D2→电容器C2→变压器T1的3端。变压器副边绕组电压和第一个工作状态加在电容器C1的电压串联后，通过二极管D2加到电容器C2上，此时电容器C2上的电压=变压器绕组电压+电容器C1上的电压，这就是第二阶倍压工作过程。

后阶倍压的工作原理与前两阶倍压的工作原理一致，在此不再赘述。至此，本四阶倍压输出电路通过将变压器绕组电压按倍压阶数完成了电压的升压，倍压电路输出端口可得到远比变压器绕组电压高的电压。

然而当产品后端发生短路时，即等效于输出端口+HV和输出端口GND短接，此时电容器C1、电容器C2、电容器C3、电容器C4都被短接到低电平，近乎为0V。那么第一个工作状态时，变压器副边绕组电压通过二极管D1加到电压几乎为0V的电容器C1上，电压加到电容器C1上的那一瞬间会产生很大的副边电流尖峰。因为高压输出开关电源的变压器原边圈数必然比副边圈数少得多，变压器原副边电流与匝比成反比，因此副边电流尖峰映射到的原边电流尖峰更加巨大，造成能量损坏的同时，原边的功率器件很容易因承受不住此原边电流尖峰，而发生器件电流应力过大而损坏的现象。

实用新型内容

有鉴如此，本实用新型提出一种倍压输出电路，能有效解决倍压电路后端短路时所造成短路功耗过大的问题，同时能抑制短路时的副边电流尖峰，减少器件因电流应力过大导致损坏的风险。