一种带电容两级隔离式开关电源及启机方法与流程

专利2025-05-06  13


本发明主要涉及开关电源,特别涉及一种带电容两级隔离式开关电源及其启机方法。


背景技术:

1、在开关电源的使用过程中,会出现输入电压关闭,但输出电容或容性负载放电不完全的情况,即系统在输出侧存在残压,形成偏置电压。在传统模拟电源中,驱动占空比通常不会考虑偏置电压,且通常从0开始增加,但因偏置电压的存在,传统模拟电源启机时极易发生电流倒灌,出现恶劣工况,导致电源器件损坏。在一般模拟型的两级隔离式电路中常见的处理方式是在输出侧增加防倒灌电路,但添加防倒灌电路会增加电路的设计制造成本并占用布局空间。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种带电容两级隔离式开关电源及启机方法,避免开关电源启动时的电流倒灌。

2、为解决上述技术问题,第一方面,本发明提供了一种带电容两级隔离式开关电源,包括原边电路、变压器t1、次边电路、采样控制电路,所述原边电路包括:功率管s1、功率管s2、电感l1及由功率管s3、功率管s4、功率管s5和功率管s6构成的整流桥;所述功率管s1的漏极连接输入电源的正极,所述功率管s1的源极连接所述电感l1的一端;所述电感l1的另一端连接所述整流桥的正输入端;所述功率管s2的漏极连接所述功率管s1的源极,所述功率管s2的源极连接所述输入电源的负极;所述次边电路包括功率管s7和功率管s8,所述功率管s7的漏极连接所述变压器t1的第一正输出端,所述功率管s7的源极分别连接所述功率管s8的漏极和负载的正极;所述功率管s8的源极连接所述变压器t1的负输出端;所述变压器t1还包括第二正输出端,所述第二正输出端连接所述负载的负极;所述第二正输入端设置于所述变压器t1的次边线圈正中位置;所述采样控制电路包括原边电容c1、分压电阻r2和分压电阻r3,所述原边电容c1一端连接所述整流桥的正输入端,所述分压电阻r2和分压电阻r3串联后与所述原边电容c1并联,所述分压电阻r2和分压电阻r3间的节点作为作为采样电压的采样端;所述采样控制电路还输出控制信号至各功率管的栅极。

3、可选地,所述分压电阻r3上并联有滤波电容c3。

4、可选地,所述次边电路还包括次边电容c2,所述次边电容c2一端连接所述负载r1的正极,另一端连接所述负载r1的负极。

5、第二方面,本发明提供了一种带电容两级隔离式开关电源的启机方法,应用于如第一方面所述的带电容两级隔离式开关电源,包括:设置开关电源工作状态,断开负载及功率管s1,控制功率管s7和功率管s8以固定占空比交替导通,所述功率管s7导通时控制整流桥一路导通,所述功率管s8导通时控制整流桥另一路导通,使次边电路的偏置电压由变压器t1次边传输至原边电路;获取采样电压;通过所述采样电压获得原边电路输出电压;通过所述原边电路输出电压和原边电路输入电压计算初始占空比;依据所述初始占空比生成控制信号,所述控制信号控制所述原边电路和所述次边电路完成所述开关电源启机。

6、可选地,所述初始占空比dinitial为:dinitial= vc1/vin;其中,vin为所述原边电路输入电压,vc1为所述原边电容c1上的电压。

7、可选地,所述原边电路输出电压v_c1为:

8、

9、其中,vsingle为所述采样电压。

10、可选地,所述固定占空比为50%。

11、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:在电压原边侧添加原边电容,通过采样电路获取原边电容的电压进而计算启机信号初始占空比,有效地减少反灌电流,无需在开关电源内添加额外的防倒灌电路,进行单侧采样也减少了开关电源输出端和输入端隔离采样电路的设计,减少了元件数量,提高了产品的集成度,有效地降低了制造成本。



技术特征:

1.一种带电容两级隔离式开关电源,包括原边电路、变压器t1、次边电路、采样控制电路,其特征在于,所述原边电路包括:功率管s1、功率管s2、电感l1及由功率管s3、功率管s4、功率管s5和功率管s6构成的整流桥;所述功率管s1的漏极连接输入电源的正极,所述功率管s1的源极连接所述电感l1的一端;所述电感l1的另一端连接所述整流桥的正输入端;所述功率管s2的漏极连接所述功率管s1的源极,所述功率管s2的源极连接所述输入电源的负极;

2.如权利要求1所述的一种带电容两级隔离式开关电源,其特征在于,所述分压电阻r3上并联有滤波电容c3。

3.如权利要求1所述的一种带电容两级隔离式开关电源,其特征在于,所述次边电路还包括次边电容c2,所述次边电容c2一端连接所述负载r1的正极,另一端连接所述负载r1的负极。

4.一种带电容两级隔离式开关电源的启机方法,其特征在于,应用于如权利要求1~3任一项所述的带电容两级隔离式开关电源,包括:

5.根据权利要求4所述的一种带电容两级隔离式开关电源的启机方法,其特征在于,所述初始占空比dinitial为:

6.根据权利要求5所述的一种带电容两级隔离式开关电源的启机方法,其特征在于,所述原边电路输出电压v_c1为:

7.根据权利要求4所述的一种带电容两级隔离式开关电源的启机方法,其特征在于,所述固定占空比为50%。


技术总结
本发明提供了一种带电容两级隔离式开关电源及启机方法,其中带电容两级隔离式开关电源包括原边电路、变压器T1、次边电路、采样控制电路;采样控制电路包括原边电容C1、分压电阻R2和R3,原边电容C1一端连接整流桥的正输入端,分压电阻R2与分压电阻R3串联后与原边电容C1并联,分压电阻R2和R3间的节点作为作为采样电压的采样端;通过采样控制电路计算初始占空比后再输出控制信号至各功率管的栅极完成启机。本发明有效地减少反灌电流,无需在开关电源内添加额外的防倒灌电路,进行单侧采样也减少了开关电源输出端和输入端隔离采样电路的设计,减少了元件数量,提高了产品的集成度,有效地降低了制造成本。

技术研发人员:李正,杨宇帆
受保护的技术使用者:四川升华电源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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