電源同步整流電路的製作方法
2024-03-08 06:38:15 1
專利名稱：電源同步整流電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源領域，尤其涉及一種電源同步整流電路。
背景技術：
在當代社會，隨著科學技術的不斷進步，對電源的要求也越來越高，電源向高功率密度、高轉換效率、體積微型化及模塊化已是社會發展的必然趨勢，而同時滿足於上述條件者大多採用同步整流。目前同步整流替代傳統的二極體整流已成為一種必然，從工作方式來看，同步整流又分為它激式同步整流和自激式同步整流兩種。傳統的同步整流大多採用它激式同步整流，圖I是現有技術的它激式同步整流控制電路的電路圖。如圖I所示，其採用外接同步驅動控制晶片Ul來進行同步整流控制。其中T1A、T1B、Q2為初級功率電路，進 行電壓變換、功率傳輸和電氣隔離。Ul為同步整流控制主晶片，其中Q4、ZD1、R7、C6、C4組成了線性穩壓電路為控制晶片提供一個穩定的直流電壓，Q3、Q5為圖騰柱驅動電路增強對同步整流MOS管Ql的驅動能力，R5為同步整流檢測感應電阻，同步信號通過此電阻將同步整流信號輸入到Ul內部，從而通過Ul內部檢測電路來判斷輸出同步信號驅動Q1，而R1、R3為輸出電壓檢測電阻將輸出電壓按照比例放大輸入到Ul內部，R4為輸出電流檢測電阻，輸出電流流過R4在R4上面產生壓降，此電壓加入到Ul內部，輸出電壓信號和輸出電流信號通過Ul內部運算從5腳輸出一個控制信號，通過控制光電隔離耦合器0 Tl控制初級PWM控制電路來調整佔空比達到控制輸出電壓的目的，R6為偏置電阻為OTl提供控制電流。這種它激式同步整流控制電路雖然在全範圍內都能控制精準並可以避免共通現象的發生，但是由於電路結構複雜，元器件數量眾多，導致其可靠性降低、且成本高。針對傳統技術的缺點，在現有技術中提出了另外一種解決方案，即自激式同步整流，圖2，是現有技術的自激式同步整流電路原理圖。如圖2所示，變壓器繞組TlA屬於主功率電路，Ql為同步整流MOS管，變壓器繞組TlB屬於同步整流驅動繞組給Ql提供開關驅動信號，由於電路工作在空載情況下初級的控制電路驅動信號佔空比較小，導致變壓器TlB感應過來的驅動信號佔空比較小不能有效驅動同步整流MOS管Ql完全導通，所以要在輸出主電路上增加假負載Rl、R7、R8，以加大初級控制信號的佔空比，從而增大對Ql的驅動能力，使電路在空載條件下也可以進入同步整流模式。這種自激式同步整流電路雖然元器件數量減少很多，成本相應地降低了很多，但是由於其輸出端增加了假負載電路，因而明顯地在電源的可靠性方面存在以下兩種缺陷若假負載加得過大則存在著電源正常工作時輸出功耗增大、整體效率偏低不能符合現在高效電源的要求；若假負載加得過小則存在著電源在某一輕載以下至空載啟動時電路時有進不了同步整流狀態，電源整流管損耗增大，輕者可導致電源空載振蕩、輕載佔空比丟失的現象，重者直接燒毀整流管，嚴重影響電源運行的可靠性、整機壽命以及使用該電源的設備、儀器及儀表的使用壽命，從而無法保證開關電源、線性穩壓電源及其它電源工作方式為同步整流的控制電路都能正常工作。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電源同步控制電路，該電路簡單、性能優良、可靠性高、省電節能，所用元器件非常少、體積小、成本非常低。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案。一種電源同步整流電路，包括有功率輸出電路、與該功率輸出電路相連的同步整流驅動電路以及設置在所述功率輸出電路的輸出線路上的同步整流控制電路，所述同步整流控制電路包括有有開關管Q2、假負載R1、電容C3、以及電阻R3，所述該開關管Q2的第一極分別通過所述電容C3和電阻R3連接到電源的正極輸出端和負極輸出端；第二極通過所述假負載Rl連接到所述正極輸出端；第三極連接到所述負極輸出端。作為本實用新型的一個設計思路，所述同步整流驅動電路為反激式驅動電路。優選地所述功率輸出電路包括有主功率輸出繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容C1、C2，以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述電容C1、C2的正極連接到所述主功率輸出繞組TlA的正極輸出端、負極連接到所述整流管Ql的第三極、而所述主功率輸出繞組TlA的負極輸出端則連接到所述整流管Ql的第二極；所述同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、二極體D1、以及並聯在該二極體Dl兩端的電阻R2，所述二極體Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一極、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極。或者，所述同步整流驅動電路為正激式驅動電路。優選地所述功率輸出電路包括有主功率輸出繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容Cl、C2、設置在電容Cl、C2之間的整流管Q3、以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述整流管Ql、Q3的第一極分別連接到第一同步整流驅動電路和第二同步整流驅動電路；所述第一同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、二極體D1、以及並聯在該二極體Dl兩端的電阻R2，所述二極體Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一極、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在二極體Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R4 ；所述第二同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1C、二極體D2、以及並聯在該二極體D2兩端的電阻R6，所述二極體D2的正極連接到所述整流管Q3的第一極、負極連接到所述整流驅動繞組TlC的一端、所述整流驅動繞組TlC的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在二極體Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R5。優選地，所述電容C3不連接到輸出線路，而連接到一輔助供電電路的電源端，所述輔助供電電路包括由輔助供電繞組T1D、整流二極體D3、以及濾波電容C4構成的迴路，所述濾波電容C4的正極連接到所述電源端VCC，負極連接到所述輸出線路GND。優選地，所述開關管為MOS管或三極體。優選地，所述MOS管的第一極為柵極、第二極為漏極、第三極為源極。本實用新型的有益效果是[0022]本實用新型的實施例通過利用開關管Q2控制假負載R1，在電源的啟動瞬間，同步整流控制電路中的開關管Q2閉合導通、接上假負載R1，使電源迅速進入同步整流狀態；而電源工作輸出正常後，開關管Q2迅速截止、斷開假負載R1，同步整流控制電路停止工作不起作用，不損耗電源正常時的功率，該同步整流控制電路處於零損耗狀態，從而達到了電路簡單、性能優良、節能省電、可靠性高，所用元器件非常少、體積小、成本非常低的效果。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
圖I是現有技術的它激式電源同步整流電路的電路原理圖。圖2是現有技術的自激式電源同步整流電路的電路原理圖。圖3是本實用新型的電源同步整流電路第一實施例的電路原理圖。圖4是本實用新型的電源同步整流電路第二實施例的電路原理圖。圖5是本實用新型的電源同步整流電路第三實施例的電路原理圖。圖6是本實用新型的電源同步整流電路第四實施例的電路原理圖。
具體實施方式
下面參考圖3詳細描述本實用新型提供的電源同步整流電路的第一實施例；如圖3所示，本實施例主要包括有功率輸出電路、與該功率輸出電路相連的同步整流驅動電路以及設置在所述功率輸出電路的輸出線路上的同步整流控制電路，其中，所述同步整流控制電路包括有開關管Q2、假負載R1、電容C3、以及電阻R3，所述該開關管Q2的第一極分別通過所述電容C3和電阻R3連接到電源的正極輸出端和負極輸出端；第二極通過所述假負載Rl連接到所述正極輸出端VOUT ;第三極連接到所述負極輸出端GND。具體實現時，所述三極體Q2可採用MOS管或者三極體。當採用MOS管時，其第一極為柵極、第二極為漏極、第三極為源極。在電源的啟動瞬間，同步整流控制電路中的開關管Q2閉合導通、接上假負載R1，使電源迅速進入同步整流狀態；而電源工作輸出正常後，開關管Q2迅速截止、斷開假負載R1，同步整流控制電路停止工作不起作用，不損耗電源正常時的功率，該同步整流控制電路處於零損耗狀態，節能省電。本實施例中，同步整流驅動電路採用的是反激式驅動電路。在所述反激式驅動電路中，所述功率輸出電路包括有主功率驅動繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容Cl、C2，以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述電容C1、C2的正極連接到所述主功率輸出繞組TlA的正極輸出端、負極連接到所述整流管Ql的第三極、而所述主功率輸出繞組TlA的負極輸出端則連接到所述整流管Ql的第二極所述同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、二極體D1、以及並聯在該二極體Dl兩端的電阻R2，所述二極體Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一極、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極。下面參考圖4詳細描述本實用新型提供的電源同步整流電路的第二實施例；如圖4所示，本實施例與前述實施例完全相同，其區別僅在於，同步整流驅動電路採用的是正激式驅動電路。在該正激式驅動電路中，所述功率輸出電路包括有主功率輸出繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容C1、C2、設置在電容C1、C2之間的整流管Q3、以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述整流管Q1、Q3的第一極分別連接到第一同步整流驅動電路和第二同步整流驅動電路；所述第一同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、二極體D1、以及並聯在該二極體Dl兩端的電阻R2，所述二極體Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一極、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在二極體Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R4 ；所述第二同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1C、二極體D2、以及並聯在該二極體D2兩端的電阻R6，所述二極體D2的正極連接到所述整流管Q3的第一極、負極連接 到所述整流驅動繞組TlC的一端、所述整流驅動繞組TlC的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在二極體Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R5。下面參考圖5詳細描述本實用新型提供的電源同步整流電路的第三實施例；如圖5所示，本實施例與前述第一實施例完全相同，其區別僅在於，所述電容C3不連接到輸出線路，而連接到一輔助供電電路的電源端，所述輔助供電電路包括由輔助供電繞組T1D、整流二極體D3、以及濾波電容C4構成的迴路，所述濾波電容C4的正極連接到所述電源端VCC，負極連接到所述輸出線路GND。本實施例中，變壓器TlD為輔助供電繞組，通過D3、C4整流濾波後的電源端VCC電壓通過電容C3給開關管Q2供電,此電路可以應用在輸出為低電壓大電流場合，比如輸出電壓為0. 8V/30AU. 2V/15A等，由於輸出電壓相對比較低，若採用前述各實施例的電路難以有效驅動開關管Q2，因此通過外接輔助電路的方法，使本實施例可以應用在上述低電壓大電流場合。下面參考圖6詳細描述本實用新型提供的電源同步整流電路的第四實施例；如圖6所示，本實施例與前述第三實施例完全相同，其區別僅在於，同步整流驅動電路採用的是正激式驅動電路，該正激式驅動電路與前述第二實施例中的正激式驅動電路相同，不再贅述。本實用新型與現有技術相比，既消除了它激式同步整流控制電路結構複雜、元器件數量眾多、可靠性和成本價格方面的缺陷，又很好地解決了自激式同步整流控制電路由於輸出端增加了假負載電路帶來的電源輸出功耗增大、整體效率偏低不能符合現在高效電源的要求所存在的現象問題。其電路簡單、性能優良，所用元器件非常少、體積小、成本低。主要元器件只有一個電容、兩個電阻和一個S0T23封裝的MOS管或三極體等四個元器件，設計非常方便且在電源正常工作的情況下，控制電路停止工作不起作用，不損耗電源正常時的功率，從而使經濟型低成本可靠性同步整流控制電路處於零損耗狀態，節能省電，經過改進還可以擴大電路的應用範圍。適用於設備、儀器及儀表的電源領域，尤其涉及開關電源、線性穩壓電源及其它電源工作方式為同步整流的控制電路。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.ー種電源同步整流電路，包括有功率輸出電路、與該功率輸出電路相連的同步整流驅動電路以及設置在所述功率輸出電路的輸出線路上的同步整流控制電路，其特徵在於所述同步整流控制電路包括有開關管Q2、假負載R1、電容C3、以及電阻R3，所述該開關管Q2的第一極分別通過所述電容C3和電阻R3連接到電源的正極輸出端和負極輸出端；第二扱通過所述假負載Rl連接到所述正極輸出端；第三極連接到所述負極輸出端。
2.如權利要求I所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述同步整流驅動電路為反激式驅動電路。
3.如權利要求2所述的電源同步整流電路，其特徵在於 所述功率輸出電路包括有主功率輸出繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容C1、C2，以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述電容C1、C2的正極連接到所述主功率輸出繞組TlA的正極輸出端、負極連接到所述整流管Ql的第三扱、而所述主功率輸出繞組TlA的負極輸出端則連接到所述整流管Ql的第二極； 所述同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、ニ極管D1、以及並聯在該ニ極管Dl兩端的電阻R2，所述ニ極管Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一扱、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負扱。
4.如權利要求I所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述同步整流驅動電路為正激式驅動電路。
5.如權利要求4所述的電源同步整流電路，其特徵在於 所述功率輸出電路包括有主功率輸出繞組T1A、設置在其輸出線路上的兩個並聯的電容C1、C2、設置在電容C1、C2之間的整流管Q3、以及設置在負極輸出線路上的整流管Q1，所述整流管Q1、Q3的第一極分別連接到第一同步整流驅動電路和第二同步整流驅動電路； 所述第一同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1B、ニ極管D1、以及並聯在該ニ極管Dl兩端的電阻R2，所述ニ極管Dl的正極連接到所述整流管Ql的第一扱、負極連接到所述整流驅動繞組TlB的一端、所述整流驅動繞組TlB的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在ニ極管Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R4 ； 所述第二同步整流驅動電路包括有整流驅動繞組T1C、ニ極管D2、以及並聯在該ニ極管D2兩端的電阻R6，所述ニ極管D2的正極連接到所述整流管Q3的第一扱、負極連接到所述整流驅動繞組TlC的一端、所述整流驅動繞組TlC的另一端連接到所述功率輸出電路的輸出線路負極、在ニ極管Dl的正極和功率輸出電路負極之間還設置有一個電阻R5。
6.如權利要求1-5中任ー項所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述電容C3不連接到輸出線路，而連接到一輔助供電電路的電源端，所述輔助供電電路包括由輔助供電繞組T1D、整流ニ極管D3、以及濾波電容C4構成的迴路，所述濾波電容C4的正極連接到所述電源端VCC，負極連接到所述輸出線路GND。
7.如權利要求6所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述開關管和整流管為MOS管或三極體。
8.如權利要求7所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述MOS管的第一極為柵扱、第二極為漏極、第三極為源扱。
9.如權利要求1-5中任ー項所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述開關管為MOS管或三極體。
10.如權利要求9所述的電源同步整流電路，其特徵在於所述MOS管的第一極為柵極、第二極為漏極、第三極為源扱。
專利摘要本實用新型公開一種電源同步整流電路，包括有功率輸出電路、與該功率輸出電路相連的同步整流驅動電路以及設置在所述功率輸出電路的輸出線路上的同步整流控制電路，所述同步整流控制電路包括有開關管Q2、假負載R1、電容C3、以及電阻R3，所述該開關管Q2的第一極分別通過所述電容C3和電阻R3連接到電源的正極輸出端和負極輸出端；第二極通過所述假負載R1連接到所述正極輸出端；第三極連接到所述負極輸出端。本實用新型電路簡單、性能優良、可靠性高、省電節能，所用元器件非常少、體積小、成本非常低。
文檔編號H02M3/335GK202550891SQ201220172098
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者李勝龍, 王琰, 程國勝, 蒙程飛, 陳恆留 申請人:深圳市晶福源電子技術有限公司