[发明专利]一种反激式开关电源

说明书

一种反激式开关电源，在常见的三绕组吸收反激式开关电源基础上，把变压器B中的N_P1同名端接电源，而第二原边绕组N_P2同名端接地，且保证N_P1和N_P2为双线并绕，增加一个电容C1，C1的一端与N_P1异名端相连，另一端与N_P2异名端相连，副边采用与现有技术相反接法的Q2，且受另一路输出电压控制的PWM信号控制，这样实现了：当Q1导通时，N_P1和N_P2都激磁，且能量人为富余，当Q1关断时，副边N_S通过Q2根据输出负载的要求来实现整流输出电压，且漏感和多余的能量由N_P2经D1实现无损吸收，这样实现：适合在低电压下工作，提高了原边绕组的利用率、电流密度，故功率密度大，允许原副边之间的漏感较大，变换效率高，EMI好，且电源的带宽很宽，环路响应好。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及反激式开关电源。

背景技术

目前，开关电源应用很广，对于输入功率在75W以下，对功率因数(PF，PowerFactor，也称功率因素)不作要求的场合，反激式(Fly-back)开关电源具有迷人的优势：电路拓扑简单，输入电压范围宽。由于元件少，电路的可靠性相对就高，所以应用很广。为了方便，很多文献也称为反激开关电源、反激电源、反激变换器，日本和台湾地区又称返驰式变换器、返驰式开关电源、返驰电源。用于AC/DC变换器的常见拓扑如图1所示，该图原型来自张兴柱博士所著的书号为ISBN978-7-5083-9015-4的《开关电源功率变换器拓扑与设计》第60页。由整流桥101、滤波电路200、以及基本反激拓扑单元电路300组成，300也简称为主功率级，实用的电路在整流桥前还加有压敏、NTC热敏电阻、EMI(ElectromagneticInterference)等保护电路，以确保反激式开关电源的电磁兼容性达到使用要求。反激式开关电源要求原副边绕组之间的漏感越小越好，这样变换效率高，而且原边主功率开关管承受的耐压也降低，对于使用RCD网络作为去磁、吸收的反激式开关电源，RCD网络的损耗也降低。注：RCD吸收是指电阻、电容、二极管组成的吸收电路，我国的文献同国际上一样，一般用字母R给电阻编号并代表电阻，用字母C给电容编号并代表电容，用字母D给二极管编号并代表二极管，电阻和电容并联，再与二极管串联后形成RCD网络。

当不存在整流桥101时，200、300可以构成DC/DC开关电源或变换器，因为是直流供电，不存在功率因数的要求，功率可以做到75W以上。事实上，低压DC/DC开关电源中采用反激拓扑的并非主流，这是因为其输入电流不连续，纹波较大，对之前的供电设备的要求较高；输出电流也不连续，纹波很大，对后面的滤波电容的容量要求较高；特别是当输入电压较低时，由于激磁电流变大，原边绕组得采用多股线并绕来降低趋肤效应的损耗；原边绕组的电感量也较低，经常出现计算出来的匝数不能平铺绕满骨架的线槽的左边到右边。当工作电压较高时，原边绕组可以采用三明治串联的方案，在低工作电压下，串联导致感量过大，而被迫采用三明治并联的方案，由于两个原边绕组不在同一层，这两个原边绕组之间就有漏感，会产生损耗，从而让开关电源的效率变低，引发的问题：