專利名稱：反激式電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電壓轉(zhuǎn)換電路，特別是關(guān)于一種反激式電壓轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
在設(shè)計開關(guān)電源時，往往希望電路具有適應(yīng)寬輸入電壓、高變換效率、高可靠性、 低成本等優(yōu)點。反激式電壓轉(zhuǎn)換電路具有電路簡單可靠的優(yōu)點，比較適合于很多場合的應(yīng) 用，例如中小功率等級的電源適配器。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的反激式電壓變換電路，它包括變壓器TlO的原邊繞組 mo、開關(guān)器件S10、變壓器副邊繞組mi、副邊整流二極管DIO和電容C10。一般來說，對于這 樣的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，在輸入電壓Vin比較寬的情況下，比如100V-374V或200V-400V， 其電路滿負(fù)載的效率隨輸入電壓會有如圖2所示的曲線，即輸入電壓最低時電路的效率最 低。然而，電路整體的熱設(shè)計必須以最低的效率考慮，這樣會導(dǎo)致熱設(shè)計的困難。導(dǎo)致該問 題的原因是開關(guān)器件Sio的電壓電流額定，變壓器原邊繞組mo和副邊繞組mi的匝數(shù)比， 整流二極管DlO的電壓電流額定這三個條件沒有辦法在寬輸入電壓范圍時兼顧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)換效率高、特別是輸入電壓低壓段的轉(zhuǎn)換效率高、 副邊整流器件的損耗小的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特 征在于包括變壓器、第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、第一整流器件、第二整流器件和電容， 其中，所述變壓器包括第一原邊繞組、第二原邊繞組和副邊繞組；其中，所述第一原邊繞組 的一端連接到輸入電壓源的一端，所述第一原邊繞組的另一端與所述第二原邊繞組的一端 連接，所述第二原邊繞組的另一端與所述第一整流器件的陽極連接；所述第一整流器件的 陰極與所述第二開關(guān)器件的一端連接，所述第二開關(guān)器件的另一端連接到所述輸入電壓源 的另一端；所述第一開關(guān)器件的一端連接到所述第一原邊繞組的所述另一端，所述第一開 關(guān)器件的另一端連接到所述輸入電壓源的所述另一端；所述副邊繞組的一端與所述第二整 流器件的陽極連接，所述第二整流器件的極陰與所述電容的一端連接，所述電容的另一端 與所述副邊繞組的另一端連接。進(jìn)一步，所述第一原邊繞組的所述另一端、所述第二原邊繞組的所述另一端和所 述副邊繞組的所述一端為同名端。所述反激式電壓轉(zhuǎn)換電路還包括第三、第四、第五、第六 整流器件，且第一原邊繞組的一端連接到所述第三、第四整流器件的陰極，所述第一開關(guān)器 件的所述另一端連接到所述第五、第六整流器件的陽極；所述第二開關(guān)器件的所述另一端 連接到所述第五、第六整流器件的陽極；所述第三整流器件的陰極連接到所述第四整流器 件的陰極，所這第三整流器件的陽極連接到所述輸入電壓源的一端；所述第四整流器件的 陽極連接到所述輸入電壓源的另一端；所述第五整流器件的陽極連接到所述第六整流器件 的陽極，所述第五整流器件的陰極連接到所述輸入電壓源的所述一端，所述第六整流器件
3的陰極連接到所述輸入電壓源的所述另一端。進(jìn)一步，所述反激電壓變換電路還包括第二電容，所述第二電容的一端與第一原 邊繞組的所述一端連接，所述第二電容的另一端與所述第二開關(guān)器件的所述另一端連接。進(jìn)一步，所述反激電壓變換電路還功率因數(shù)校正電路，所述第一原邊繞組的所述 一端連接到所述功率因數(shù)校正電路的一端，所述第二開關(guān)器件的所述另一端連接到所述功 率因數(shù)校正電路的另一端。本發(fā)明中的所述電路能在輸入電壓范圍從最小的輸入電路與最大的輸入電壓之 間，等效為如圖5和6所示的電路，從而可以獲得高的變換效率，特別是改善了低輸入電壓 范圍的效率，即獲得比現(xiàn)有技術(shù)中的反激電壓變換電路有更好的效率和更佳的熱設(shè)計。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的反激式電壓變換電路。圖2是圖1所示電路的典型的效率曲線。圖3是本發(fā)明中第一實施例中的電壓變換電路。圖4是圖3所示電路的工作方式示意圖。圖5是圖3的等效的第一等效變換電路的電路圖。圖6是圖3的等效的第二等效變換電路的電路圖。圖7是本發(fā)明中第二實施例中的電壓變換電路圖。圖8是本發(fā)明中第三實施例中的電壓變換電路圖。圖9是本發(fā)明中第四實施例中的電壓變換電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。第一實施例 如圖3所示，本發(fā)明中的所述反激式電壓轉(zhuǎn)換電路包括變壓器Tl、開關(guān)器件Sl、開 關(guān)器件S2、整流器件D1、整流器件D2和電容Cl，其中，所述變壓器Tl包括原邊繞組Ni、N2 和副邊繞組N3。其中，所述原邊繞組m的一端連接到輸入電壓源Vin的一端，其另一端與所述原 邊繞組N2的一端連接，所述原邊繞組N2的另一端與所述整流器件Dl的陽極連接。所述整 流器件Dl的陰極與所述開關(guān)器件S2的一端連接，所述開關(guān)器件S2的另一端連接到輸入電 壓源Vin的另一端。所述開關(guān)器件Sl的一端連接到所述原邊繞組m的所述另一端，所述開關(guān)器件Sl 的另一端連接到輸入電壓源Vin的另一端。所述副邊繞組N3的一端與所述整流器件D2的陽極連接，所述整流器件D2的極陰 與所述電容Cl的一端連接，所述電容Cl的另一端與所述副邊繞組N3的另一端連接。特別地，所述原邊繞組m的所述另一端、所述原邊繞組N2的所述另一端和所述副 邊繞組N3的所述一端為同名端。圖4中的Vin表示輸入電壓，Vinmin、Vinmax、Vinset分別表示輸入電壓的最小值、 最大值和設(shè)定值，Si、S2分別表示開關(guān)器件，ON表示開關(guān)器件Si，S2處于接通狀態(tài)，而OFF表示開關(guān)器件S2處于斷開狀態(tài)。如圖4所示，隨著輸入電壓Vin的變化，從最小Vinmin到 最大Vinmax的工作區(qū)間，開關(guān)器件Sl和S2有相應(yīng)的如圖4所示的工作情況。如圖4-6所示(圖5-6中的附圖標(biāo)記與圖4中的相對應(yīng)的附圖標(biāo)記具有相同的技 術(shù)含義)，一方面，在從最小的輸入電壓Vinmin到某個設(shè)定的輸入電壓Vinset之間，開關(guān)器 件S2保持?jǐn)嚅_，開關(guān)器件Sl進(jìn)行正常的脈沖寬度調(diào)制，此時圖3所示的電路就可以等效為 圖5所示的電路，即一個反激功率變換電路；另一方面在從設(shè)定的輸入電壓Vinset到最大 的輸入電壓Vinmax之間，開關(guān)器件Sl保持?jǐn)嚅_，開關(guān)器件S2進(jìn)行正常的脈沖寬度調(diào)制，此 時圖3所示的電路就可以等效為圖6所示的電路，也為一個反激電壓變換電路。因此，通過如圖3所示的電路的工作方式(見圖4)，可以保證在輸入電壓在 Vinmin到Vinset之間時，通過合理的選擇開關(guān)器件Sl的電壓電流額定值、變壓器繞組附 和N3的匝數(shù)比、整流器件D2的電壓電流額定值，從而能獲得在輸入電壓Vinmin到Vinset 之間的如圖5所示的具有高變換效率的電路。同樣地，通過如圖3所示的電路的工作方式(見圖4)，在輸入電壓在Vinset到 Vinmax之間時，通過合理的選擇開關(guān)器件S2的電壓電流額定值、變壓器繞組N2和N3的匝 數(shù)比，使得整流器件D2的電壓電流額定值也可以滿足要求，從而可以獲得在當(dāng)輸入電壓在 Vinset到Vinmax之間時具有如圖6所示的能保持高變換效率的電路。本發(fā)明中的所述電路能在輸入電壓范圍從最小的輸入電路與最大的輸入電壓之 間，等效為如圖5和6所示的電路，從而可以獲得高的變換效率，特別是改善了低輸入電壓 范圍的效率，即獲得比現(xiàn)有技術(shù)中的反激電壓變換電路有更好的效率和更佳的熱設(shè)計。在第一實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可以得到下述的第二、第三、第四實施例中的反激 式電壓轉(zhuǎn)換電路。需要指出的，在第二、第三、第四實施例中，如沒有特別地說明，那么該實 施中的附圖標(biāo)記相同的元件均分別與其他各實施例中對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同的元件，如 第二、三實施例中的整流器件D3-D6為相同的元件，第一、第二、第三、第四實施例中的Tl、 Sl、S2、Dl、D2、m-N3、Cl等為相同的元件。為了敘述上的簡潔，如無特別說明，第二、第三、 第四實施例中的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系相同的、與第一實施例中相對應(yīng)的器件及電路的名稱、連 接關(guān)系、功能及等效變換電路等，均與第一實施例中相同，在此不再贅述。第二實施例如圖7所示，所述反激式電壓轉(zhuǎn)換電路與所述第一實施例相比較，還包括整流器 件D3、D4、D5和D6，且原邊繞組附的一端連接到整流器件D3、D4的陰極，開關(guān)器件Sl的所 述另一端連接到整流器件D5、D6的陽極；開關(guān)器件S2的所述另一端連接到整流器件D5、D6 的陽極。整流器件D3的陰極連接到整流器件D4的陰極，整流器件D3的陽極連接到輸入電 壓源Vs的一端；整流器件D4的陽極連接到輸入電壓源Vs的另一端。整流器件D5的陽極 連接到整流器件D6的陽極，整流器件D5的陰極連接到輸入電壓源Vs的所述一端，整流器 件D6的陰極連接到輸入電壓源Vs的所述另一端。第二實施例的工作方式也與第一實施例的電路基本一致，這里不進(jìn)行過多的描 述。但需要指出的是，通過某種控制，該電路可以實現(xiàn)功率因數(shù)校正，使得從交流電壓源Vs 流出的電流接近于正弦波，從而提高功率因數(shù)。第三實施例
圖8所示的電路是本發(fā)明的第三實施例的電路結(jié)構(gòu)形式。如圖8所示，其電路與 所述第二實施例的區(qū)別僅在于所述反激電壓變換電路還包括電容C2，所述電容C2的一 端與原邊繞組m的一端連接，所述電容C2的另一端與開關(guān)器件S2的所述另一端連接。其 工作方式也與第一實施例所示的電路基本一致，這里不進(jìn)行過多的描述。第四實施例圖9所示的電路是本發(fā)明的第四實施例的電路結(jié)構(gòu)形式。如圖9所示，其電路與 所述第一實施例的區(qū)別僅在于所述反激電壓變換電路還功率因數(shù)校正電路30，原邊繞組 Nl的一端連接到功率因數(shù)校正電路30的一端，開關(guān)器件S2的所述另一端連接到功率因數(shù) 校正電路30的另一端。其工作方式也與第一實施例所示的電路基本一致，這里不進(jìn)行過多 的描述。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān) 的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于包括變壓器、第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器 件、第一整流器件、第二整流器件和電容，其中，所述變壓器包括第一原邊繞組、第二原邊繞 組和副邊繞組；其中，所述第一原邊繞組的一端連接到輸入電壓源的一端，所述第一原邊繞組的另一 端與所述第二原邊繞組的一端連接，所述第二原邊繞組的另一端與所述第一整流器件的陽 極連接；所述第一整流器件的陰極與所述第二開關(guān)器件的一端連接，所述第二開關(guān)器件的另一 端連接到所述輸入電壓源的另一端；所述第一開關(guān)器件的一端連接到所述第一原邊繞組的所述另一端，所述第一開關(guān)器件 的另一端連接到所述輸入電壓源的所述另一端；所述副邊繞組的一端與所述第二整流器件的陽極連接，所述第二整流器件的極陰與所 述電容的一端連接，所述電容的另一端與所述副邊繞組的另一端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述第一原邊繞組的所述 另一端、所述第二原邊繞組的所述另一端和所述副邊繞組的所述一端為同名端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述反激式電壓轉(zhuǎn)換 電路還包括第三、第四、第五、第六整流器件，且第一原邊繞組的一端連接到所述第三、第四 整流器件的陰極，所述第一開關(guān)器件的所述另一端連接到所述第五、第六整流器件的陽極； 所述第二開關(guān)器件的所述另一端連接到所述第五、第六整流器件的陽極；所述第三整流器 件的陰極連接到所述第四整流器件的陰極，所這第三整流器件的陽極連接到所述輸入電壓 源的一端；所述第四整流器件的陽極連接到所述輸入電壓源的另一端；所述第五整流器件 的陽極連接到所述第六整流器件的陽極，所述第五整流器件的陰極連接到所述輸入電壓源 的所述一端，所述第六整流器件的陰極連接到所述輸入電壓源的所述另一端。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述反激電壓變 換電路還包括第二電容，所述第二電容的一端與第一原邊繞組的所述一端連接，所述第二 電容的另一端與所述第二開關(guān)器件的所述另一端連接。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述反激電壓變 換電路還功率因數(shù)校正電路，所述第一原邊繞組的所述一端連接到所述功率因數(shù)校正電路 的一端，所述第二開關(guān)器件的所述另一端連接到所述功率因數(shù)校正電路的另一端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反激式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于包括變壓器、第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、第一整流器件、第二整流器件和電容，其中，所述變壓器包括第一原邊繞組、第二原邊繞組和副邊繞組；其中，所述第一原邊繞組的一端連接到輸入電壓源的一端，所述第一原邊繞組的另一端與所述第二原邊繞組的一端連接，所述第二原邊繞組的另一端與所述第一整流器件的陽極連接；所述第一整流器件的陰極與所述第二開關(guān)器件的一端連接，所述第二開關(guān)器件的另一端連接到所述輸入電壓源的另一端。所述電路可以獲得高的變換效率，特別是改善了低輸入電壓范圍的效率，即獲得比現(xiàn)有技術(shù)中的反激電壓變換電路有更好的效率和更佳的熱設(shè)計。
文檔編號H02M3/335GK102111073SQ201110063749
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者張美玉, 李清水, 韓姍姍 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)