[发明专利]一种直流变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变换器，更具体地说，涉及一种直流变换器。

背景技术

随着高集成度及高运算速度微处理器的发展，对微处理器的供电需有更高的要求，要求模块电源的输出电压已由传统的5V输出下降到1.5V，甚至1V以下输出，输出电压上调10％，下调20％；输出电流增大到几十安培，甚至几百安培；动态响应电流变化率高达几十安培/us。同时，模块电源的输入电压变化范围高达一倍，模块电源的体积小到1/16砖。

对于这种宽输入宽输出范围的低压大电流模块电源，传统的正激、半桥、全桥、推挽变换器拓扑已较难满足这种高效率、高动态响应、低纹波噪声及较好EMC模块电源的要求。而级联式复合拓扑能较好地满足这种低压大电流供电电源的拓扑技术要求。

如图1所示，现有技术中常用电路如美国专利US6222742，其采用的是BUCK变换器与Interleave Forward变换器级联，BUCK变换器为调节级，BUCK变换器将输入电压调节到相对稳定的母线电压。隔离级为固定占空比，采用交错并联第三绕组去磁单端正激变换器将母线电压变压成所需要的输出电压并传递功率，Interleave Forward变换器副边可得到比较理想的同步整流驱动电压，时序配合良好。但是，由于该拓扑变换器的磁性器件较多、磁芯利用率低，同时隔离级主管S3、S4漏源极电压应力较大。

此外，如图2所示，现有技术中的另外一种常用电路如美国专利US6728118，其采用的是BUCK变换器与Full Bridge变换器级联，BUCK变换器为调节级，将输入电压调节到相对稳定的母线电压，隔离级为固定占空比，采用全桥或推挽变换器将母线电压变压成所需要的输出电压并传递功率，能较好地实现多路输出。但是，由于该拓扑变换器的磁性器件较多，占板面积较大，隔离级主管漏源极电压应力较大，输出电压纹波噪声较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术低压大电流拓扑技术中存在的隔离级主管电压应力高、变换器利用率低、输出电压纹波噪声高等缺陷，提供一种具有较高效率和动态响应、较好波纹噪声和EMC级联式复合拓扑低压大电流直流的直流变换器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流变换器，包括PWM控制器、接收所述PWM控制器输出控制脉冲信号的调节级变换器和隔离级变换器；所述调节级变换器将输入电压调节到相对稳定的母线电压，所述隔离级变换器为固定占空比将所述母线电压变压成所需要的输出电压并传递功率，所述隔离级变换器的变压器副边设置有包括两开关管的整流电路，所述整流电路包括两组由二极管和电容组成的驱动整形电路，分别连接两开关管，组成交错并联的第一、第二支路。

本发明中，还包括两组时序控制电路，分别连接两组驱动整形电路，发出驱动信号。

本发明中，所述整流电路两开关管为mos管，所述第一支路mos管的漏极与所述变压器副边一端相连，其源极与第一支路二极管正极相连，其栅极与第一支路二极管负极相连并作为驱动整形电路的输入端，第一支路电容连接在第一支路二极管负极与所述变压器副边另一端之间；所述第二支路mos管的漏极与所述变压器副边另一端相连，其源极与第二支路二极管正极相连，其栅极与第二支路二极管负极相连并作为驱动整形电路的输入端，第二支路电容连接在第二支路二极管负极与所述变压器副边一端之间。

本发明中，调节级变换器可以是buck电路或者boost电路。

本发明中，在调节级变换器与隔离级变换器原边绕组之间可以是对称半桥电路、全桥电路或者推挽电路。

本发明中，所述两组时序控制电路的控制信号取自PWM控制器或者隔离级变换器的变压器副边绕组。

本发明中，所述两组时序控制电路的控制信号取自PWM控制器，所述时序控制电路包括电平转换电路，通过驱动变压器接受PWM控制器信号，经过处理后传递给所述整形电路的输入端，所述两组时序控制电路的电平转换电路交错并联在所述驱动变压器副边。

本发明中，所述电平转换电路包括两个mos管和一个二极管，所述两mos管源极与辅助变压器副边一端共接于地，所述一mos管的栅极连接所述二极管的负极，所述二极管的正极与所述驱动变压器副边的一端相连，并在所述驱动变压器副边的另一端与所述二极管的负极之间跨接一电阻，所述另一个mos管的栅极与所述一mos管的漏极相连后通过一电阻连接外接电源，其漏极作为时序控制电路的输出端与所述驱动整形电路的输入端相连。