一種開關降壓變換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種開關降壓變換器，屬于變換器領域，該開關降壓變換器電路一次側是Buck降壓電路，在開關降壓Buck變換器的基礎上，為其輸出電感增加反向耦合繞組，將電感電壓耦合至二次側，并在二次側通過二極管整流和電容濾波，提供比較穩定的輔助輸出電壓；反向耦合繞組是耦合電感器或者反激式變換器，通過選擇不同的匝數比，獲得不同的輔助輸出電壓。本實用新型在傳統開關降壓Buck變換器的基礎上增加了一路隔離輔助輸出，可用來為一些要求不高的分支電路或者輔助功能電路供電。與其他低功率電源電路相比，效率要高一些。
【專利說明】
一種開關降壓變換器
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及變換器領域，具體地說是一種開關降壓變換器。
【背景技術】
[0002]在一些包含分支電路的應用中，為了實現更多的功能，可能需要輔助電壓來供電。這些電路對供電電壓精度的要求不高，功率也不大，為此單獨增加一路變換器顯得沒有必要。并且，有些噪聲敏感型電路甚至還需要隔離邊界提供抗噪功能，如隔離式RS-232和RS-485通信通道、線路驅動器、CAN收發器等，這就需要提供隔離式電源來為其供電。針對此類應用需求，可以選擇為其單獨設計一路供電電源軌，但這樣會增加較多的器件數量、板面面積和成本。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的技術任務是針對以上不足之處，提供一種開關降壓變換器，在傳統開關降壓Buck變換器的基礎上增加了一路隔離輔助輸出，可用來為一些要求不高的分支電路或者輔助功能電路供電。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種開關降壓變換器，該開關降壓變換器電路一次側是Buck降壓電路，在開關降壓Buck變換器的基礎上，為其輸出電感增加反向耦合繞組，將電感電壓耦合至二次側，并在二次側通過二極管整流和電容濾波，提供比較穩定的輔助輸出電壓;反向耦合繞組是耦合電感器或者反激式變換器，通過選擇不同的匝數比，獲得不同的輔助輸出電壓。這種設計所用元件數量很少且成本很低，并且只占用主功率電路所占空間的很小一部分。
[0006]進一步的，一次側輸出電感耦合匝數為N2的二次側繞組，并接二極管D2和電容C2作整流、濾波，電壓Vo2即為隔離輔助輸出。當Ql導通時，NI繞組的同名端電壓為負，二次側N2繞組的同名端電壓也為負，二極管D2反偏截止，不向輸出電壓Vo2輸出能量。當Ql關斷時，二次側N2繞組同名端電壓為正，二極管D2正偏導通，經過電容C2濾波后，獲得輸出電壓Vo2。
[0007]進一步的，在Vol—定的情況下，可以通過選擇不同匝數比的耦合電感器或變換器來改變二次側的輸出電壓。這種變換器結構還可以通過使用多繞組的變換器來產生多路的隔咼輸出。
[0008]本實用新型的一種開關降壓變換器和現有技術相比，有益效果為:
[0009]本專利在傳統降壓Buck變換器的基礎上，通過給輸出電感增加耦合繞組的方式，實現了從單一變換器獲得兩路或多路輸出電壓，并且其輔助輸出電壓是隔離式、可抗噪的，本專利可作為對分支電路、尤其是隔離分支電路供電設計的一種參考；
[0010]設計簡單;成本低，無需光親等外部元件;尺寸小，只需要增加很少的幾個元件;效率高，與其他低功率電源電路相比，效率要高一些。
【附圖說明】
[0011 ]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0012]附圖1帶有輔助隔離輸出電路的Buck變換器原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0014]一種開關降壓變換器，該開關降壓變換器電路一次側是Buck降壓電路，在開關降壓Buck變換器的基礎上，為其輸出電感增加反向耦合繞組，將電感電壓耦合至二次側，并在二次側通過二極管整流和電容濾波，提供比較穩定的輔助輸出電壓;反向耦合繞組是耦合電感器或者反激式變換器，通過選擇不同的匝數比，獲得不同的輔助輸出電壓。這種設計所用元件數量很少且成本很低，并且只占用主功率電路所占空間的很小一部分。
[0015]圖1展示了帶有輔助隔離輸出的Buck變換器的設計原理圖。此電路一次側是一個典型的Buck降壓電路，輸出電壓為Vol，作為此電路的主輸出。一次側輸出電感耦合了匝數為N2的二次側繞組，并接二極管D2和電容C2作整流、濾波，電壓Vo2即為隔離輔助輸出。當Ql導通時，NI繞組的同名端電壓為負，二次側N2繞組的同名端電壓也為負，二極管D2反偏截止，不向輸出電壓Vo2輸出能量。當Ql關斷時，二次側N2繞組同名端電壓為正，二極管D2正偏導通，經過電容C2濾波后，獲得輸出電壓Vo2。忽略二極管Dl和D2的正向導通壓降，NI繞組電壓為Vol，則加在N2繞組同名端上的電壓為N2/Nl*Vol，一次側PWM占空比為D，則二次側輸出電壓 Vo2= N2/Nl*Vol*(l-D)。
[0016]由于Ql導通時D2反偏，不對Vo2輸出能量，因此Vo2與Vi無關，而僅與VoI及一二次電感的匝數比有關。在實際應用中，在Vol—定的情況下，可以通過選擇不同匝數比的耦合電感器或變換器來改變二次側的輸出電壓。這種變換器結構還可以通過使用多繞組的變換器來產生多路的隔離輸出。
[0017]在此電路設計中，由于二次側沒有調節作用，其輸出電壓Vo2受多種因素的影響明顯，如輸出電壓占空比、電感繞組阻抗與漏感、二極管正向壓降隨正向電流及溫度的變化等，這些因素都有可能導致Vo2精度的降低，其誤差一般為2%?3%。因此，此電路僅適用于功率不大、對電壓精度要求不高的應用中。
[0018]通過上面【具體實施方式】，所述技術領域的技術人員可容易的實現本實用新型。但是應當理解，本實用新型并不限于上述的【具體實施方式】。在公開的實施方式的基礎上，所述技術領域的技術人員可任意組合不同的技術特征，從而實現不同的技術方案。
[0019]除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【主權項】
1.一種開關降壓變換器，其特征在于該開關降壓變換器的電路一次側是Buck降壓電路，在開關降壓Buck變換器的基礎上，為其輸出電感增加反向耦合繞組，將電感電壓耦合至二次側，并在二次側通過二極管整流和電容濾波，提供比較穩定的輔助輸出電壓;反向耦合繞組是耦合電感器或者反激式變換器，通過選擇不同的匝數比，獲得不同的輔助輸出電壓。2.根據權利要求1所述的一種開關降壓變換器，其特征在于選擇不同匝數比的耦合電感器或變換器改變二次側的輸出電壓，變換器結構通過使用多繞組的變換器來產生多路的隔咼輸出。
【文檔編號】H02M1/10GK205566087SQ201620242657
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】戴曉龍, 耿士華, 徐成焱
【申請人】山東超越數控電子有限公司