專利名稱：電源功率變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置中的電源功率變換電路。
技術(shù)背景開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置的任務(wù)是，把市電交流電轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流電供給各個設(shè) 備。如圖l,開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置一般包括內(nèi)部電源供應(yīng)電路,把市電轉(zhuǎn)換成直流電作為供給電源功率變換電路的電源；電源功率變換電路，對內(nèi)部電源供應(yīng)電路提供的電源進行功率變換，輸出功率受控的交流電源；標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路，對電源功率變換電路提供的交流電源進行整流濾波，輸 出符合標(biāo)準(zhǔn)的直流電源供給各個設(shè)備。其中，電源功率變換電路具體結(jié)構(gòu)如圖2,功率變換控制器產(chǎn)生同步脈沖， 同步脈沖經(jīng)過一個驅(qū)動電路后作為控制信號輸入到一個開關(guān)晶體管(在小功率場 合下，驅(qū)動電路可省略)，開關(guān)晶體管的輸出端連至變壓器初級線圈的一端，變壓 器初級線圈的另 一端由內(nèi)部電源供應(yīng)電路提供直流電源，變壓器對其進行變壓后 在次級線圈輸出同頻脈沖至標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路。現(xiàn)有電源功率變換電路，如采用耐壓較低的開關(guān)晶體管無法承受超出額定功 率范圍的DS極間電壓V。s和導(dǎo)通電流lDs,使變換器的輸出功率增大受到限制。如 果采用V。s、 1。較大的開關(guān)晶體管，由于其導(dǎo)通電阻Ros較大，勢必造成更大的電能 損耗，降低了電能傳遞效率，且器件成本較高。實用新型內(nèi)容本實用新型旨在給出電源功率變換電路，其無需增加太多的成本便具有較大 的輸出功率，且電能傳遞效率高。本實用新型給出電源功率變換電路，其功率變換控制器產(chǎn)生的同步脈沖作為 控制信號輸入到開關(guān)晶體管，開關(guān)晶體管的輸出端連接至由內(nèi)部電源供電的變壓器初級線圈，變壓辟次級線圈輸出變壓后的同頻脈沖至標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路，其特 征是，開關(guān)晶體管有多個且并聯(lián)接收來自功率變換控制器的同步脈沖。由于采用多個開關(guān)晶體管并聯(lián)，就固定的工作電壓而言，其總導(dǎo)通電流較單 個開關(guān)晶體管為大，在輸出電壓相同的條件下，輸出功率就大。因為并聯(lián)的各個開關(guān)晶體管分擔(dān)了電流,所以無需采用lBS較高的開關(guān)晶體管即可實現(xiàn)大功率輸出，成本提高并不多。同時，各個開關(guān)晶體管并聯(lián)后的總導(dǎo)通電阻Ros較單個開關(guān)晶體管為小，在導(dǎo)通電阻上損耗的電能就小，因此具有較高的電能傳遞效率。

圖1是開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2是現(xiàn)有電源功率變換電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是實施例一電源功率變換電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖4是實施例二電源功率變換電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖5是實施例三電源功率變換電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖6是實施例四電源功率變換電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖7是實施例四開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。
具體實施方式
實施例一如圖3，兩個開關(guān)晶體管并聯(lián)在驅(qū)動電路與變壓器之間。兩個開關(guān)晶體管采 用同一規(guī)格的MOSFET管。與只有一個開關(guān)晶體管的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例的有益效果是-1) 采用兩個MOSFET管并聯(lián)，總導(dǎo)通電阻降為RDS/2,減少了導(dǎo)通損耗，提高 了電能傳遞效率。2) 并聯(lián)的兩個MOSFET管分擔(dān)了電流，每條支路只需較低的導(dǎo)通電流即可達 到同樣的輸出功率，因此可采用1。s較低的M0SFET管，降低成本。實施例二如圖4,功率宋換控制器與變壓器之間串接并聯(lián)的兩條支路，每條支路包括 串接的驅(qū)動電路和開關(guān)晶體管。電源功率變換電路采用反激電路。兩個開關(guān)晶體 管采用同一規(guī)格的MOSFET管。與只有一個驅(qū)動電路的實施例一相比，本實施例的有益效果是1) 由于開關(guān)晶體管并聯(lián)后總的柵極電荷量Qg (GATE CHARGE)會增大，延 緩了開關(guān)轉(zhuǎn)換的時間，兩個MOSFET管分別由兩個驅(qū)動電路驅(qū)動，可使MOSFET管 的Qg在驅(qū)動脈沖下降沿到來時加快釋放，在驅(qū)動脈沖上升沿到來時加快對柵極充 電，從而縮短MOSFET管的開關(guān)時間，縮短MOSFET管的開關(guān)時間也就減小了開關(guān) 損耗。2) 消除由一個驅(qū)動電路驅(qū)動兩個MOSFET管因驅(qū)動能力不足及兩開關(guān)器件參 數(shù)誤差所引起的輸出不對稱。3) 制作電路板時考慮到驅(qū)動電路離MOSFET管越近，驅(qū)動效果越好，如果只 有一個驅(qū)動電路則其位置難以兼顧兩個MOSFET管。實施例三如圖5,兩個變壓器分別連接兩個開關(guān)晶體管形成兩條并聯(lián)的支路，向標(biāo)準(zhǔn) 電源輸出電路提供變壓后的多路同頻脈沖。兩個變壓器采用同一規(guī)格。兩個開關(guān) 晶體管采用同一規(guī)格的MOSFET管。與只有一個驅(qū)動電路的實施例一相比，本實施例的有益效果是1) 在總輸出功率相同的條件下，每個變壓器承受總輸出功率的一半，所以在 功率變換時每個MOSFET管所需承受的峰值電壓約為實施例一的一半，使之可以選 用Vds狡低的MOSFET管，節(jié)約了成本。2) 而且采用兩個小功率變壓器的散熱效果優(yōu)于一個大功率變壓器，價格比一 個大功率變壓器低，還可超薄設(shè)計。實施例四本實施例是本實用新型的最佳實施方案。如圖6，功率變換控制器產(chǎn)生的同步脈沖分別經(jīng)過兩條相互隔離的并聯(lián)支路，每一條支路包括依^:串接的驅(qū)動電路、開關(guān)晶體管和變壓器。圖7是圖6的具體 電路圖，虛線框內(nèi)為電源功率變換電路，這里采用反激電路。電源功率變換電路包括并聯(lián)的兩條支路，第一條支路中，三極管Q6與相關(guān)器件組成的驅(qū)動電路、開 關(guān)晶體管Q8和變壓器T2依次串接；第二條支路中，同樣型號的三極管Q5與相關(guān) 器件組成的驅(qū)動電路、開關(guān)晶體管Q9和變壓器T3依次串接，變壓器T2、 T3分別 向標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路提供同頻脈沖。本實施例中，開關(guān)晶體管Q8、 Q9釆用M0SFET 管。與實施例一相比，由于開關(guān)晶體管并聯(lián)后總的柵極電荷量Qg(GATE CHARGE) 會增大，延緩了開關(guān)轉(zhuǎn)換的時間，兩個MOSFET管分別由兩個驅(qū)動電路驅(qū)動，可使 M0SFET管的柵極電荷量Qg在驅(qū)動脈沖下降沿到來時加快釋放，在驅(qū)動脈沖上升沿 到來時加快對柵極充電，從而縮短MOSFET管的開關(guān)時間，縮短MOSFET管的開關(guān) 時間也就減小了開關(guān)損耗；消除由一個驅(qū)動電路驅(qū)動兩個M0SFET管因驅(qū)動能力不 足及兩開關(guān)器件參數(shù)誤差所引起的輸出不對稱；制作電路板時考慮到驅(qū)動電路離 M0SFET管越近，驅(qū)動效果越好，如果只有一個驅(qū)動電路則其位置難以兼顧兩個 M0SFET管。與實施例一相比，本實施例M0SFET管Q8、 Q9的輸出端分別連接變壓器T2、 T3的初級線圈，在總輸出功率相同的條件下，每個變壓器承受總輸出功率的一半， 所以在功率變換時每個MOSFET管所需承受的峰值電壓約為實施例一的一半，使之 可以選用V。s較低的M0SFET管，節(jié)約了成本。而且采用兩個小功率變壓器的散熱 效果優(yōu)于一個大功率變壓器，價格比一個大功率變壓器低，還可超薄設(shè)計。本實用新型也可采用三個以上的驅(qū)動電路、開關(guān)晶體管和變壓器并聯(lián)。所述的開關(guān)晶體管為M0SFET管、IGBT或三極管或其它功率開關(guān)器件，在實 施例中以MOSFET為例。所述的同步脈沖既可由功率變換控制器輸出一路后，再分成多路分別輸入到 多條并聯(lián)支路；也可由功率變換控制器輸出多路，分別輸入到多條并聯(lián)支路。前 者可以節(jié)約功率變換控制器脈沖輸出端口資源，節(jié)約剩余的脈沖輸出端口可移作 他用；后者驅(qū)動能力相對較強。
權(quán)利要求1. 電源功率變換電路，其功率變換控制器產(chǎn)生的同步脈沖作為控制信號輸入到開關(guān)晶體管，開關(guān)晶體管的輸出端連接至由內(nèi)部電源供電的變壓器初級線圈，變壓器次級線圈輸出變壓后的同頻脈沖至標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路，其特征是，開關(guān)晶體管有多個且并聯(lián)接收來自功率變換控制器的同步脈沖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電源功率變換電路，包括與各個開關(guān)晶體管對應(yīng)的多個驅(qū)動 電路，各個驅(qū)動電路分別串接其對應(yīng)的開關(guān)晶體管形成多條并聯(lián)支路，所述的同 步脈沖通過各個驅(qū)動電路后作為控制信號輸入對應(yīng)的開關(guān)晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的電源功率變換電路，由內(nèi)部電源供電的變壓器也有與各個開 關(guān)晶體管分別對應(yīng)的多個，各個變壓器分別串接對應(yīng)的開關(guān)晶體管形成多條并聯(lián) 的支路，向標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路提供多路變壓后的同頻脈沖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的電源功率變換電路，包括與各個開關(guān)晶體管對應(yīng)的多個驅(qū)動 電路，各個驅(qū)動電路分別串接其對應(yīng)的開關(guān)晶體管形成多條并聯(lián)支路，所述的同 步脈沖通過各個驅(qū)動電路后作為控制信號輸入對應(yīng)的開關(guān)晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4的電源功率變換電路，所述的同步脈沖由功率變換 控制器輸出一路后，再分成多路分別輸入到多條并聯(lián)支路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4的電源功率變換電路，所述的同步脈沖由功率變換 控制器輸出多路，分別輸入到多條并聯(lián)支路。
專利摘要本實用新型給出開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置中的電源功率變換電路，其無需增加太多的成本便具有較大的輸出功率，且電能傳遞效率高。電源功率變換電路，其功率變換控制器產(chǎn)生的同步脈沖作為控制信號輸入到開關(guān)晶體管，開關(guān)晶體管的輸出端連接至由內(nèi)部電源供電的變壓器初級線圈，變壓器次級線圈輸出變壓后的同頻脈沖至標(biāo)準(zhǔn)電源輸出電路，其特征是，開關(guān)晶體管有多個且并聯(lián)接收來自功率變換控制器的同步脈沖。
文檔編號H02M7/21GK201087941SQ20072004868
公開日2008年7月16日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者峰 丁 申請人:峰 丁