[发明专利]具有副边绕组磁复位功能的正激变换电路及其复位方法

摘要

本发明公开了一种具有副边绕组磁复位功能的正激变换电路，包括正激变换器主电路、励磁能量存储电路和励磁能量转移电路，正激变换器主电路包括高频变压器T1、开关管Q1、二极管D1、二极管D2、电感L1和电容C1；励磁能量存储电路包括二极管D3和电容C2，二极管D3的阳极与二极管D1的阴极连接，二极管D3的阴极与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与二极管D1的阳极连接；励磁能量转移电路包括二极管D4和电感L2，二极管D4的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D4的阴极与电感L2的一端连接；本发明还公开了一种具有副边绕组磁复位功能的正激变换电路的复位方法。本发明的设计合理，能量利用率高，便于推广使用。

主权项

1.一种具有副边绕组磁复位功能的正激变换电路，包括正激变换器主电路(1)、励磁能量存储电路(2)和励磁能量转移电路(3)，所述励磁能量转移电路(3)与励磁能量存储电路(2)连接，所述励磁能量存储电路(2)和励磁能量转移电路(3)均与正激变换器主电路(1)连接；所述正激变换器主电路(1)包括高频变压器T1、开关管Q1、二极管D1、二极管D2、电感L1和电容C1，所述开关管Q1的栅极与外部控制器的输出端连接，所述开关管Q1的漏极与高频变压器T1的一次绕组W1的一端连接，所述高频变压器T1的一次绕组W1的另一端为正激变换器主电路(1)的正极电压输入端IN+且与外部电源的正极输出端连接，所述开关管Q1的源极为正激变换器主电路(1)的负极电压输入端IN‑且与外部电源的负极输出端连接，所述二极管D1的阳极与高频变压器T1的二次绕组W2的一端连接，所述二极管D1的阴极和二极管D2的阴极均与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与电容C1的一端连接且为正激变换器主电路(1)的正极电压输出端OUT+，所述二极管D2的阳极和电容C1的另一端均与高频变压器T1的二次绕组W2的另一端连接且为正激变换器主电路(1)的负极电压输出端OUT‑；所述励磁能量存储电路(2)包括二极管D3和电容C2，所述二极管D3的阳极与二极管D1的阴极连接，所述二极管D3的阴极与电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与二极管D1的阳极连接；所述励磁能量转移电路(3)包括二极管D4和电感L2，所述二极管D4的阳极与二极管D3的阴极连接，所述二极管D4的阴极与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与正激变换器主电路(1)的正极电压输出端OUT+连接，其特征在于：该正激变换电路的复位方法的具体过程为：外部控制器输出PWM脉冲，控制开关管Q1周期性导通和关断；在开关管Q1导通结束即将关断的瞬间，高频变压器T1的励磁能量达到最大值，电容C2的电压已放电到零；当开关管Q1关断时，高频变压器T1的二次绕组W2的电压为上负下正，二极管D1反偏关断，二极管D2导通续流，此时二极管D2、电感L1、电容C1和接在正激变换器主电路(1)的负极电压输出端OUT‑与正极电压输出端OUT+之间的负载电阻RL构成了放能回路，继续对负载电阻RL提供能量；同时，二极管D3导通，二极管D3与电容C2构成了励磁能量存储电路(2)，高频变压器T1的二次绕组W2通过二极管D2和二极管D3给电容C2充电，将高频变压器T1的励磁能量转移到电容C2中，高频变压器T1的励磁电流逐渐减小，直到减小为零，在下一个导通周期到来之前，高频变压器T1的励磁能量全部转移到电容C2中，电容C2两端的电压充电到最大值；电感L2、二极管D2、二极管D3、二极管D4和负载电阻RL构成了能量释放回路，电感L2向负载电阻RL提供能量；在开关管Q1关断期间，当二极管D3的阴极端的电压大于正激变换器主电路(1)的输出电压Vo时，二极管D4导通，在高频变压器T1的励磁电流减小为零之前，一部分励磁电流通过电感L2流向输出端，向负载电阻RL提供能量；另一部分励磁电流继续对电容C2充电，电容C2两端电压继续增加，直到励磁电流减小为零；在高频变压器T1的励磁电流减小为零且下一个开关开通周期未到来时，电容C2将通过二极管D4、电感L2向负载电阻RL提供能量，直到二极管D3的阴极端电压等于输出电压Vo；此时，电容C2停止放能，电容C2两端的电压不再变化，电感L2、负载电阻RL、二极管D2、二极管D3和二极管D4构成了能量释放回路，向负载电阻RL释放能量，直到下一个开关开通周期到来；当下一个开关开通周期到来时，开关管Q1导通，外部电源电压Vi加在高频变压器T1的一次绕组W1两端，高频变压器T1将电压从一次绕组W1耦合到二次绕组W2，此时，高频变压器T1的一次绕组W1的电压为上正下负，与一次绕组W1耦合的二次绕组W2的电压也为上正下负，二极管D1导通，通过电感L1对电容C1充电并对负载电阻RL提供能量；此时，正激变换器主电路(1)正常工作；同时，由于电容C2两端电压不能突变，使得二极管D3的阴极端的电压随之迅速升高，并高于二极管D3的阳极端的电压，二极管D3不导通，电容C2放电并通过电感L2向负载电阻RL转移能量，同时对电感L2充电，直到电容C2的电压减小到零，即电容C2中所储存的全部能量通过由二极管D4和电感L2组成的励磁能量转移电路(3)传输给负载电阻RL；当电容C2的电压减小到零时，开关管Q1仍处于导通状态，此时高频变压器T1的二次绕组W2、二极管D1、二极管D3、二极管D4、电感L2和负载电阻RL构成了能量释放回路，向负载电阻RL释放能量，同时对电感L2充电，直到下一个关断周期到来。