專利名稱：一種無損去磁電路的dc/dc轉換器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種DC/DC轉換器，尤其是一種無損去磁電路的DC/DC轉換器。
背景技術：
DC/DC轉換器是一種單端正激式開關電源，在中小功率系統中得到廣泛的應用，但 是其功率變壓器工作在磁滯曲線的第一象限，變壓器存在磁心飽和的潛在隱患，必須采用 合適的去磁方法，把變壓器在開關導通時的磁化能量在截止期間瀉放掉。否則，經過多個 開關周期后，由于剩磁作用，變壓器的工作點逐漸上移，極易使磁心飽和而產生近似短路狀 態，導致功率開關管上流過的電流過大，超過其額定值而燒毀。工程中常用的去磁方法包括 增加去磁繞組、無損吸收電路、有源嵌位、RCD嵌位法等，其共同思路是在主功率開關管截 止后，通過一定的途徑，使變壓器中剩余的磁化能量進行瀉放到輸入回路中或者消耗在無 源功率電阻上。圖1是DC/DC轉換器通用框圖，圖中變壓器T1的去磁繞組Nd和第四二極 管D4構成去磁電路P5，第一次級繞組Na與二極管Dl、電容CI構成電路作為P麗控制單元 P4的工作電源PO，第二次級繞組Ns與整流單元P2構成輸出回路，P麗控制單元P4接受反 饋環節P3的信號調整開關管Q1的占空比，形成穩壓調節。但是無論是去磁繞組、無損吸收 電路，還是有源嵌位法，在開關管Q1關閉期間，剩磁經過這些去磁電路必然要消耗一定的 能量，如果能省去上述去磁方法而把剩磁能量直接用到電路工作需要的地方，必然是很有 效的方法。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種無損去磁電路的DC/ DC轉換器，利用去磁繞組電路作為控制單元的工作電源，從而達到無損去磁目的。 按照本實用新型提供的技術方案，所述無損去磁電路的DC/DC轉換器，包括直流 輸入部分，電感和電容構成的輸出濾波器部分，主變壓器，開關管，整流單元，反饋環節，P麗 控制單元及P麗控制單元的工作電源電路；所述直流輸入部分連接主變壓器的初級繞組的 同名端，初級繞組的異名端連接開關管的D端，開關管的G端連接P麗控制單元的輸出端， 開關管的S端接地，P麗控制單元的輸入端連接反饋環節的輸出端，反饋環節的輸入端連接 所述輸出濾波器部分的輸出端，主變壓器的第二次級繞組通過整流單元連接所述輸出濾波 器部分； 所述P麗控制單元的工作電源電路包括二極管的陽極與主變壓器的第一次級繞
組的異名端相連、主變壓器的第一次級繞組的同名端與電解電容的負極相連后接到主變壓
器初級地線上，二極管的陰極與電解電容的正極相連后連接到P麗控制單元的電源端。 所述開關管可以包括一個或多個開關管。 所述電解電容兩端可以并聯穩壓管。 所述電解電容兩端可以并聯電容。 所述二極管可以包括多個串聯的二極管。[0010] 所述整流單元可以采用二極管構成或采用同步整流電路構成。 所述初級繞組與第一次級繞組的匝數比不大于1。 本實用新型的優點是通過對提供給P麗控制單元P4工作電源的電路改進，使得 主變壓器的第一次級繞組Na在主開關關斷時，可以將剩磁轉化為P麗控制單元P4的工作 電源，既省去了傳統的去磁電路P5，又到達了剩磁無損利用的目的，使得電路結構簡單，降 低了電路成本，而且效率得到提高。
圖1為現有技術中的DC/DC轉換器電路框圖。 圖2為本實用新型實施例的電路框圖。 圖3為現有技術中的DC/DC轉換器在滿載時的波形圖。 圖4為本實用新型實施例的轉換器在滿載時的波形圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。 本實用新型的目的在于提供一種DC/DC轉換器的無損去磁電路，其通過直接改進 P麗控制單元P4的工作電源電路，在磁復位期間，把剩磁轉化為P麗控制單元P4的工作能 源，即是一舉兩得的方法，既完成了磁復位的功能、又達到了剩磁的無損利用的目的。 如圖l所示，DC/DC轉換器的輸入端Vin并聯濾波電容Cin后，連接到變壓器Tl的 初級繞組Np的同名端，初級繞組Np的異名端接開關管Q1的漏極D，開關管Q1的源極S接 地，開關管Ql的柵極接P麗控制單元P4。第二次級繞組Ns串接一個整流二極管D2，并聯 一個續流二極管D3，經電感Ll和電容Cout構成的濾波器輸出至輸出端Vout。輸出端Vout 端采樣電壓連接到反饋環節后連接到P麗控制單元P4。變壓器Tl的去磁繞組Nd和二極 管D4構成去磁電路P5，第一次級繞組Na與二極管Dl、電解電容Cl構成電路作為P麗控制 單元P4的工作電源。開關管Ql開啟時，整流二極管D2導通傳能給輸出端Vout， 二極管Dl 導通傳能給P麗控制單元P4，續流二極管D3、第四二極管D4截止；開關管Ql關閉時，二極 管Dl、整流二極管D2截止，續流二極管D3導通與電容Ll、負載構成續流回路，去磁單元P5 中的第四二極管D4導通經過去磁繞組Nd釋放掉變壓器Tl中的剩磁。 把圖1中的去磁單元P5去掉，二極管D1的陽極與第一次級繞組Na異名端相連、 第一次級繞組Na同名端與電解電容C1的負極相連后接到變換器的初級地線上，二極管D1 的陰極與電解電容C1的正極相連后連接到P麗控制單元P4的電源端，即把圖1中電路P0 中的第一次級繞組Na的同名端換到異名端，也就是圖1中第一次級繞組Na反向繞制即構 成了圖2中DC/DC轉換器的無損去磁電路P1。 在圖2中，轉換器的輸入端Vin并聯濾波電容Cin后，連接到變壓器Tl的初級繞 組Np的同名端，初級繞組Np的異名端接開關管Q1的漏極D，Q1的源極S接地，Q1的柵極G 接P麗控制單元P4的驅動部分。第二次級繞組Ns串接一個整流二極管D2，并聯一個續流 二極管D3，即第二次級繞組Ns與整流二極管D2、續流二極管D3構成的整流單元P2并聯， 經電感Ll、電容Cout構成的濾波器輸出至輸出端Vout。輸出端Vout采樣電壓連接到反饋 環節P3后連接到P麗控制單元P4。[0022] 無損去磁電路P1在DC/DC轉換器中的工作原理是當開關管Q1導通時，整流二極 管D2導通，續流二極管D3關斷，輸入功率通過變壓器Tl傳送到負載端Vout，濾波電感Ll 儲會L同時無損去磁電路P1處于截止狀態，P麗控制單元P4的電源由儲能電容C1供電；當 開關管Q1關斷時，整流二極管D2關斷，續流二極管D3導通，濾波電感上的能量向負載端 Vout釋放，無損去磁電路Pl開始工作，主變壓器Tl中的剩磁能量從第一次級繞組Na放出， 經過整流二極管Dl向電容Cl儲能。P麗控制單元P4根據反饋環節P3的電壓調整P麗的 占空比，從而達到穩壓的目的。因此，無損去磁電路P1兼備了去磁電路和P麗控制單元P4 工作電源電路的雙重作用，既省去了傳統的去磁電路，又到達了剩磁無損利用的目的，使得 電路結構簡單，降低了電路成本，而且效率有所提高。 圖3為圖1的DC/DC轉換器在滿載時的波形圖。圖4為圖2的本實用新型實施例 的DC/DC轉換器在滿載時的波形圖。其橫坐標為時間，縱坐標為電壓。需要強調的是對圖 3和圖4的具體實施時采用的同一個樣機，只需相應改動一下圖中去磁電路P5、工作電源P0 和P1部分即可。 如圖1所示的轉換器必須接上去磁電路P5，才能正常滿載工作。輸入直流24V，輸
出直流5V，帶負載4A，圖3是其測量波形，其中，1號通道是主開關管Ql的Vds波形，2號通
道是二次繞組Na的同名端波形，3號通道是第二次級繞組Ns的同名端波形。 如圖2所示的實施例，去掉去磁電路P5，把P0單元的繞組Na的同名端反向后即
為P1單元，其中，初級繞組Np與第一次級繞組Na的匝比不大于1。輸入直流24V，輸出直
流5V，帶負載4A，圖4是其測量波形，其中，1號通道是主開關管Ql的Vds波形，2號通道是
二次繞組Na的異名端波形，3號通道是第二次級繞組Ns的同名端波形。雖然該轉換器沒有
去磁電路，從圖可以發現，在開關管占空比大于50%情況下依然能夠完全磁復位。 本實用新型并不限定使用P麗控制單元P4的工作電源電路即無損去磁電路Pl的
型式，例如該電路可以在電容C1兩端并聯穩壓管，在二極管D1上串聯多個二極管等都可
視作本實用新型的內容；整流單元P2也可以用同步整流電路代替，P麗控制單元P4選用合
適IC，不限定使用一個開關管Q1，也可以同時驅動多個開關管。在上述實施例中，本實用
新型可以有各種更改和變化，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替
換、改進等，均應包括在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，包括直流輸入部分，電感(L1)和電容(Cout)構成的輸出濾波器部分，主變壓器(T1)，開關管(Q1)，整流單元(P2)，反饋環節(P3)，PWM控制單元(P4)及PWM控制單元(P4)的工作電源電路(P1)；所述直流輸入部分連接主變壓器(T1)的初級繞組(Np)的同名端，初級繞組(Np)的異名端連接開關管(Q1)的D端，開關管(Q1)的G端連接PWM控制單元(P4)的輸出端，開關管(Q1)的S端接地，PWM控制單元(P4)的輸入端連接反饋環節(P3)的輸出端，反饋環節(P3)的輸入端連接所述輸出濾波器部分的輸出端，主變壓器(T1)的第二次級繞組(Ns)通過整流單元(P2)連接所述輸出濾波器部分；其特征是所述PWM控制單元(P4)的工作電源電路(P1)包括二極管(D1)的陽極與主變壓器(T1)的第一次級繞組(Na)的異名端相連、主變壓器(T1)的第一次級繞組(Na)的同名端與電解電容(C1)的負極相連后接到主變壓器(T1)初級地線上，二極管(D1)的陰極與電解電容(C1)的正極相連后連接到PWM控制單元(P4)的電源端。
2. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述開關管(Ql) 包括一個或多個開關管。
3. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述電解電容 (Cl)兩端并聯穩壓管。
4. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述電解電容 (Cl)兩端并聯電容。
5. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述二極管(Dl) 包括多個串聯的二極管。
6. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述整流單元 (P2)采用二極管構成或采用同步整流電路構成。
7. 如權利要求1所述的一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其特征是所述初級繞組 (Np)與第一次級繞組(Na)的匝數比不大于1。
專利摘要本實用新型涉及一種無損去磁電路的DC/DC轉換器，其包括直流輸入部分，輸出濾波器部分，主變壓器，開關管，整流單元，反饋環節，PWM控制單元及其工作電源電路；所述工作電源電路包括二極管的陽極與主變壓器的第一次級繞組的異名端相連、主變壓器的第一次級繞組的同名端與電解電容的負極相連后接到主變壓器初級地線上，二極管的陰極與電解電容的正極相連后連接到PWM控制單元的電源端。其優點是主變壓器的第一次級繞組在主開關關斷時，可以將剩磁轉化為PWM控制單元的工作電源，既省去了傳統的去磁電路，又到達了剩磁無損利用的目的，使得電路結構簡單，降低了電路成本，而且效率得到提高。
文檔編號H02M3/335GK201499089SQ20092023408
公開日2010年6月2日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者嚴金榮, 中山恒, 黃建江 申請人:光洋電子(無錫)有限公司