一種有源鉗位吸收電路的製作方法
2023-09-23 03:09:10 2
專利名稱：一種有源鉗位吸收電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有源吸收電路，更具體地說，涉及一種應用於全橋以及半橋等輸出整流電路的有源鉗位吸收電路。
背景技術：
無源鉗位為了降低電壓應力，採用RC等無源器件構成的吸收電路，該電路通常將吸收的能量直接通過電阻等轉化成熱等無用功。有源鉗位為了降低電壓應力，採用含有開關管等有源器件構成的吸收電器，該種吸收電路通常能夠將吸收的能量部分轉化成有用功，從而提高效率。能量轉移主要指電容之間電荷的轉移，反映了存儲在電容上面能量的變化。現有的應用於全橋或者半橋等輸出整流電路的電路包括無源RC吸收電路或有源鉗位吸收電路，以全橋倍流整流電路為例。但該無源RC吸收電路或有源鉗位吸收電路存在以下缺陷如圖1所示，無源RC吸收電路，電阻、電容構成無源鉗位的主要電路，該吸收電路，將吸收的能量通過電阻，電容轉化為熱量，因此效率最低，在大功率電流輸出時，該吸收電路損耗將非常大，嚴重影響了整機的效率；如圖2所示，有源鉗位吸收電路，電阻、電容、 開關管構成有源鉗位主電路，該有源鉗位電路，通過吸收電容向輸出反饋能量，雖然能夠達到將部分吸收能量反饋至輸出做有用功，但利用率有限，部分能量還是通過電阻，開關管發熱損耗了，特徵是在大電流，大功率輸出時較為明顯。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對上述技術缺陷，提供一種有源鉗位吸收電路，該一種有源鉗位吸收電路可提高吸收效率，使得整機效率能夠在較寬的輸入電壓範圍內實現高效率，同時鉗位效果更好，整流管的電壓應力更低。本實用新型的技術方案如下所述一種有源鉗位吸收電路，其特徵在於包括變壓器，變壓器與整流電路連接；整流電路，整流電路分別與濾波輸出電路和吸收電路連接；吸收電路，吸收電路與能量轉移電路連接；能量轉移電路，能量轉移電路與能量反饋電路連接；驅動電路，驅動電路分別與吸收電路和能量轉移電路連接；能量反饋電路，能量反饋電路與濾波輸出電路連接；濾波輸出電路。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述整流電路包括變壓器、開關管以及同步驅動信號。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述吸收電路包括電阻、電容和二極體。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述吸收電路包括電阻、電容和開關管。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述能量轉移電路包括二極體。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述能量反饋電路包括電容、二極體和開關管。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述能量反饋電路還包括電感。根據上述結構的本實用新型，其特徵還在於所述濾波輸出電路包括有極性電容。根據上述結構的本實用新型，其有益效果在於，本實用新型大大提高了鉗位吸收電路的效率，使得整機效率能夠在較寬的輸入電壓範圍內實現高效率，同時鉗位效果更好， 整流管的電壓應力更低。
[0023]圖1為現有的無源RC吸收電路圖；[0024]圖2為現有有源鉗位吸收電路圖；[0025]圖3為本實用新型電路框圖；[0026]圖4為本實用新型電路原理圖[0027]圖5為圖4的波形圖；[0028]圖6為本實用新型一具體實施例電路原理圖；[0029]圖7為本實用新型V5_ds和V7_gs的波形圖；[0030]圖8為本實用新型在圖7所示的tl t2內的主要電流示意圖；[0031]圖9為本實用新型在圖7所示的t2 t3內的主要電流示意圖；[0032]圖10為本實用新型在圖7所示的t3 t4內的主要電流示意圖[0033]圖11為本實用新型進一步優化電路原理圖一；[0034]圖12為本實用新型進一步優化電路原理圖二。
具體實施方式
以下結合附圖以及實施方式對本實用新型進行進一步的描述如圖3、圖4所示，一種有源鉗位吸收電路，其特徵在於包括變壓器，變壓器與整流電路連接；整流電路，整流電路分別與濾波輸出電路和吸收電路連接；吸收電路，吸收電路與能量轉移電路連接；能量轉移電路，能量轉移電路與能量反饋電路連接；驅動電路，驅動電路分別與吸收電路和能量轉移電路連接；能量反饋電路，能量反饋電路與濾波輸出電路連接；濾波輸出電路。所述整流電路包括變壓器Tl、開關管V5、開關管V6以及同步驅動信號F。所述吸收電路包括電阻R1、電容Cl和二極體Dl。所述吸收電路包括電阻R1、電容Cl和開關管V8。所述能量轉移電路包括二極體D3和二極體D5。所述能量反饋電路包括電容C3、二極體D7和開關管V7。[0049]所述能量反饋電路還包括電感L3。所述濾波輸出電路包括有極性電容E1。本實用新型的工作原理如下所述如圖4所示，以全橋倍流整流電路為例說明工作原理，將吸收電 容Cl上的能量轉移至電容C3，再通過C3反饋至輸出做有用功，從而提高Cl上的能量利用率，減少損耗，Rl 非常小，也可以直接短路。如圖5所示，A、B、C、D為原邊MOS管驅動信號，E、F為副邊同步整流信號，V5_ds 為副邊同步管的ds電壓，V7_gs為F信號的反向信號，用來驅動V7。如圖6所示，本電路僅以V5的鉗位電路說明，V6的電路原理同V5相同。V5，V6為輸出同步整流管，Rll為輸出負載，El為輸出濾波電容。R1，C1，D1，D3，D5，C3，D7，V7構成鉗位吸收電路，將V5的尖峰電壓吸收在Cl上，再大部分轉移至C3上面，最後通過C3反饋至輸出Rll上面，C3要遠大於Cl，C3可以選擇電解電容。C5，D9構成反向電路，將同步驅動F反向，驅動V7，V7在這為P-MOS管，V7也可選擇N-MOS，但相應驅動電路需要相應更改。 Tl-A和Tl-B分別是變壓器的原副邊繞組，Ll為副邊的續流電感，V5為輸出整流管，El為輸出濾波電容，Rll為輸出負載，F信號為同步整流驅動信號，R1、C1、D1構成普通的吸收電路，D3、C3、D5構成能量轉移電路，D7、V7構成能量反饋電路，C5、D9為開關管V7的驅動電路。如圖7所示，tl為V7導通或V5的Vds電壓建立時刻；t2為V5的電壓應力達到最大值時刻；t3為V7關斷時刻；t4與tl時刻相同。分三個階段描述tl— — t2，如圖8所示，V7導通，V5截止，分兩個迴路，一個迴路V5的ds電壓通過R1，Cl，Dl給Cl充電，當達到V5的峰值電壓時，Cl充電完成；另一個迴路C3通過D7， R11，V7放電，將C3上的能量反饋至輸出Rll上。t2— — t3，如圖9所示，V7導通，V5截止，分兩個迴路一個迴路為，Cl在t2時刻充滿電，開始放電，Cl通過附丄1，1 11，￥7，03放電，將(1部分能量反饋到輸出Rll ；另一個迴路，C3繼續放電，C3通過D7，Rll，V7放電，將C3的能量反饋到輸出Rl 1。t3— — t4，如圖10所示，V7截止，V5導通，此時，V7關斷使C3放電截止，Cl通過 Rl, V5，D5，D3給C3充電，將Cl上的能量轉移至C3上。通過上述三個過程，實現了 Cl吸收的尖峰能量(降低V5電壓應力)，大部分轉移至C3，通過C3反饋至輸出(或其他)，提高了 Cl的能量利用率，形成將這些能量轉化成有用功的過程，最終達到提高效率。為了得到更顯著的有益效果，可優化電路如下所述如圖11所示，增加電感13，將使反饋輸出的紋波更小，同時也可實現部分能量的存儲反饋。如圖12所示，V8為開關管，替代了二極體，可以進一步提升效果。雖然本實用新型參照上述的實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人員完全能夠很清楚的認識到以上的實施例僅是用於說明本實用新型，其中可作各種變化和修改而在廣義上並沒有脫離本實用新型，所以並非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述的實施例的變化、變形都將落入本實用新型要求的保護範圍之內。
權利要求1.一種有源鉗位吸收電路，其特徵在於包括變壓器，變壓器與整流電路連接；整流電路，整流電路分別與濾波輸出電路和吸收電路連接；吸收電路，吸收電路與能量轉移電路連接；能量轉移電路，能量轉移電路與能量反饋電路連接；驅動電路，驅動電路分別與吸收電路和能量轉移電路連接；能量反饋電路，能量反饋電路與濾波輸出電路連接；濾波輸出電路。
2.根據權利要求1所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述整流電路包括變壓器Tl、開關管V5、開關管V6以及同步驅動信號F。
3.根據權利要求1所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述吸收電路包括電阻Rl、電容Cl和二極體Dl。
4.根據權利要求3所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述吸收電路包括電阻R1、電容Cl和開關管V8。
5.根據權利要求1所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述能量轉移電路包括二極體D3和二極體D5。
6.根據權利要求1所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述能量反饋電路包括電容C3、二極體D7和開關管V7。
7.根據權利要求6所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述能量反饋電路還包括電感L3。
8.根據權利要求1所述的一種有源鉗位吸收電路，其特徵還在於所述濾波輸出電路包括有極性電容El。
專利摘要本實用新型公開了一種有源鉗位吸收電路，其特徵在於包括變壓器，變壓器與整流電路連接；整流電路，整流電路分別與濾波輸出電路和吸收電路連接；吸收電路，吸收電路與能量轉移電路連接；能量轉移電路能量轉移電路與能量反饋電路連接；驅動電路，驅動電路分別與吸收電路和能量轉移電路連接；能量反饋電路，能量反饋電路與濾波輸出電路連接；濾波輸出電路。本實用新型的有益效果在於，本實用新型大大提高了鉗位吸收電路的效率，使得整機效率能夠在較寬的輸入電壓範圍內實現高效率，同時鉗位效果更好，整流管的電壓應力更低。
文檔編號H02M1/32GK202127356SQ20112009666
公開日2012年1月25日 申請日期2011年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者李萍 申請人:李萍