尖峰吸收電路以及開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種尖峰吸收電路，運用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源具有變壓器，變壓器初級線圈連接有開關(guān)驅(qū)動電路，變壓器次級線圈連接有所述尖峰吸收電路，所述次級線圈包括與初級線圈電源輸出端互為同名端的第一輸出端，與所述初級線圈電源輸入端互為同名端的第二輸出端；所述尖峰吸收電路包括第一電容，第一二極管、第二電容，以及第二二極管；所述第一輸出端通過第一電容與所述第一二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極通過所述第二電容與所述第二輸出端相連；所述第二二極管的陽極與所述第一輸出端相連，所述第二二極管的陰極與所述第一二極管的陰極相連。本實用新型還包括一種開關(guān)電源。本實用新型技術(shù)方案具有功耗低的特點。
【專利說明】
尖峰吸收電路以及開關(guān)電源
技術(shù)領域
[0001] 本實用新型涉及開關(guān)管關(guān)斷瞬間尖峰能量吸收的技術(shù)領域，特別涉及一種尖峰吸 收電路，以及具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)電源中具有吸收電路，吸收電路用于吸收二極管的反向電壓以 及開關(guān)管的尖峰能量，以防止開關(guān)電源電路中元器件因瞬間電流過大而燒毀，以提高開關(guān) 電源電路的可靠性。
[0003] 但是傳統(tǒng)的吸收電路通常采用RC吸收電路，雖然能夠?qū)ΧO管的反向電壓以及開 關(guān)管的尖峰能量進行吸收。但是由于電容在利用電阻進行阻尼吸收的過程中，會有無用的 電流流過該電阻，造成電能浪費。因此，傳統(tǒng)的吸收電路存在能耗高的缺陷。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的主要目的是提供一種開關(guān)電源以及尖峰吸收電路，旨在降低設有尖 峰吸收電路的開關(guān)電源的能耗。
[0005] 本實用新型提供一種尖峰吸收電路，該尖峰吸收電路運用于開關(guān)電源中，所述開 關(guān)電源具有變壓器，變壓器初級線圈連接有開關(guān)驅(qū)動電路，變壓器次級線圈連接有所述尖 峰吸收電路，所述次級線圈包括與初級線圈電源輸出端互為同名端的第一輸出端，與所述 初級線圈電源輸入端互為同名端的第二輸出端；
[0006] 所述尖峰吸收電路包括第一電容，第一二極管、第二電容，以及第二二極管;所述 第一輸出端通過第一電容與所述第一二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極通過所述 第二電容與所述第二輸出端相連;所述第二二極管的陽極與所述第一輸出端相連，所述第 二二極管的陰極與所述第一二極管的陰極相連。
[0007] 在一實施例中，所述開關(guān)電源還包括PWM控制器和開關(guān)管及第三電容，所述初級線 圈的電源輸入端經(jīng)所述第三電容接地，所述初級線圈的電源輸出端與所述開關(guān)管的漏極連 接，所述開關(guān)管的源極接地，所述開關(guān)管的柵極與所述PWM控制器連接。
[0008] 在一實施例中，尖峰吸收電路還包括續(xù)流電路，所述續(xù)流電路包括與第一電容并 聯(lián)設置的電感以及第三二極管，所述電感與所述第三二極管串聯(lián)，且所述第三二極管的陽 極與所述第一輸出端連接。
[0009] 在一實施例中，所述第二輸出端接地。
[0010] 在一實施例中，所述開關(guān)管為N-M0S管。
[0011] 在一實施例中，所述第二輸出端上還連設有第四二極管，所述第四二極管的陽極 與所述第二輸出端相連，所述第四二極管的陰極與所述第三二極管的陰極相連。
[0012] 在一實施例中，所述開關(guān)電源的所述次級線圈還包括第三輸出端，所述第三輸出 端與所述電源輸入端互為同名端;所述第三輸出端上連設有第四二極管，所述第四二極管 陽極與所述第三輸出端相連，所述第四二極管陰極與所述第三二極管的陰極相連。
[0013] 本實用新型還提供一種開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括如上所述的尖峰吸收電路。
[0014] 本實用新型具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源中，當開關(guān)驅(qū)動電路斷開，第一輸出端 以及第二輸出端之間電壓反向并升高，第一二極管以及第二二極管依次導通使第一輸出端 以及第二輸出端之間電壓鉗位，從而達到了吸收開關(guān)管突然斷開時的尖峰能量。由于該尖 峰吸收電路不包括電阻元件，無論是充電、續(xù)流及能量吸收的過程中，都不會產(chǎn)生電能浪 費，因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型技術(shù)方案具有能耗低的特點。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本實用新型具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本實用新型具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源另一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖； [0018] 附圖標號說明：
[0020] 本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部 的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022] 在本實用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指 示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第 二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可 以相互結(jié)合，但是必須是以本領域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn) 相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本實用新型要求的保 護范圍之內(nèi)。
[0023] 本實用新型提出一種尖峰吸收電路，如圖1所示，圖1為本實用新型具有尖峰吸收 電路的開關(guān)電源一實施例的電路結(jié)構(gòu)不意圖。
[0024] -種尖峰吸收電路，該尖峰吸收電路運用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源具有變壓 器T，所述變壓器T初級線圈連接有開關(guān)驅(qū)動電路，所述變壓器T次級線圈連接有的尖峰吸收 電路，所述次級線圈包括與初級線圈電源輸出端（如圖1所示的B端，）互為同名端的第一輸 出端（如圖1所述的K端），與所述電源輸入端（如圖1所示的A端)互為同名端的第二輸出端 (如圖1所述的F端）；所述尖峰吸收電路包括第一電容C1，第一二極管D1、第二電容C2,以及 第二二極管D2;所述第一輸出端通過第一電容C1與所述第一二極管D1的陽極相連，所述第 一二極管D1的陰極通過所述第二電容C2與所述第二輸出端相連;所述第二二極管的陽極與 所述第一輸出端相連，所述第二二極管D2的陰極與所述第一二極管D1的陰極相連。其中所 述第二輸出端接地。
[0025]需要說明的是，所述開關(guān)電源還包括PWM控制器10和開關(guān)管Q及第三電容C3,所述 變壓器T的初級線圈包括如上所述電源輸入端及電源輸出端(也稱開關(guān)驅(qū)動端）。所述電源 輸入端經(jīng)所述第三電容C3接地GND，所述初級線圈的開關(guān)驅(qū)動端（電源輸出端）與所述開關(guān) 管Q的漏極連接，所述開關(guān)管Q的源極接地GND，所述開關(guān)管Q的柵極與所述P麗控制器10連 接。其中所述開關(guān)管Q為N-M0S管。
[0026]所述尖峰吸收電路，還包括續(xù)流電路，所述續(xù)流電路包括與第一電容C1并聯(lián)設置 的電感L1以及第三二極管D3,所述電感L1與所述第三二極管D3串聯(lián)，且所述第三二極管D3 的陽極與所述第一輸出端相連。
[0027]所述次級線圈還包括第三輸出端(如圖1的E端），所述第三輸出端與所述電源輸入 端互為同名端;所述第三輸出端上連設有第四二極管，所述第四二極管D4陽極與所述第三 輸出端相連，所述第四二極管D4陰極與所述第三二極管D3的陰極相連。
[0028]該尖峰吸收電路運用于開關(guān)電源中時的具體工作原理為：當所述開關(guān)管Q導通時， 所述第三電容C3放電，流經(jīng)所述變壓器T的初級線圈的電流方向為A端端，因所述變壓器 T的初級線圈呈感性，所述電流大小隨著所述第三電容C3的放電逐漸變大。根據(jù)電磁感性定 律，流經(jīng)所述變壓器T的次級線圈K端和E端的電流方向為K端-E端，所述第一電容C1通過 所述第四二極管D4為所述電感L1以及第一電容C1充電，所述第一電容C1兩端的電勢差由零 增加到Vcl，所述第二二極管D2截止。與此同時，流經(jīng)所述變壓器T的次級線圈K端和F端的電 流方向為K端-F端，F(xiàn)端電勢=0 >K端電勢，由于所述K端電勢<0，導致所述第一電容C1的 低電勢端的電勢被拉低，所述第一電容C1的高電勢端的電勢也隨之拉低，進一步為所述第 一電容C1儲能，可知可以為第一電容C1儲存更多的能量，使得Vcl較高。
[0029] 當所述開關(guān)管Q關(guān)斷時，流經(jīng)所述變壓器T的初級線圈的電流方向為B端-A端，所 述B端的電勢迅速增高。根據(jù)電磁感應定律，所述變壓器T的次級線圈的K端的電勢也隨著增 高，且K端電勢>F端電勢=0，此時，次級線圈K端以及F端、第一電容C1、第一二極管D1以及 第二電容C2形成一回路;次級線圈K端以及F端、第二二極管D2以及第二電容C2形成另一回 路。
[0030] 將所述K端與所述F端的電勢差記為Vkf，將所述第二電容C2的兩端之間的電勢差 記為Vc2,將所述第一二極管D1的陽極與陰極之間的電勢差記為Vdl。開關(guān)管Q關(guān)斷時，Vkf?持 續(xù)升高，第一電容C1放電，在次級線圈K端以及F端、第一電容C1、第一二極管D1以及第二電 容C2形成的回路中，當所述Vkf增高至滿足條件Vkf+Vcl>Vdl+Vc2后，所述第一二極管D1導 通，所述K端電勢被鉗位。由于開關(guān)管Q斷開時電感L1以及第三二極管D3以及第一電容C1組 成的續(xù)流電路進一步為第一電容C1充電，增大了第一電容C1兩端電壓Vcl的值，使得k端被 鉗位時Vkf較低。
[0031 ]進一步，在次級線圈K端以及F端、第一電容Cl、第一二極管D1以及第二電容C2形成 的回路中，由于所述第一電容C1遠小于所述第二電容C2,所述第一電容C1釋放之前儲存的 能量給所述第二電容C2充電，使得所述Vc 1下降，Vkf持續(xù)升高，直到Vkf > Vc2+Vd2，此時第 二二極管D2導通，所述K端的電勢再次被鉗位，與此同時，所述變壓器T的初級線圈產(chǎn)生的漏 感阻尼振蕩也基本消耗完，從而抑制了所述變壓器T的初級線圈的B端的電勢，達到吸收所 述開關(guān)管Q的尖峰能量的目的。
[0032] 本實用新型具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源中，當開關(guān)驅(qū)動電路斷開，第一輸出端 以及第二輸出端之間電壓反向并升高，第一二極管D1以及第二二極管D2依次導通，使第一 輸出端以及第二輸出端之間電壓鉗位，從而達到了吸收開關(guān)管Q突然斷開時的尖峰能量。 由于該吸收電路不包括電阻元件，無論是充電、續(xù)流及能量吸收的過程中，都不會產(chǎn)生電能 浪費，因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型技術(shù)方案具有能耗低的特點。
[0033] 如圖2所示，圖2為本實用新型的具有尖峰吸收電路的開關(guān)電源的另一實施例的電 路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]與第一實施例不同的是，該實施例的變壓器T中不包括第三輸出端，第四二極管D4 的連接方式也與第一實施例中不同。此時第一輸出端記做M端，第二輸出端記做N端，相同之 處便不再贅述。不同之處具體在于，所述第二輸出端上還連設有第四二極管D4,所述第四二 極管D4的陽極與所述第二輸出端相連，所述第四二極管D4的陰極與所述第三二極管D3的陰 極相連。
[0035]當所述開關(guān)管Q導通時，所述第三電容C3放電，流經(jīng)所述變壓器T的初級線圈的電 流方向為A端端，因所述變壓器T的初級線圈呈感性，所述電流大小隨著所述第三電容C3 的放電逐漸增大。根據(jù)電磁感應定律，流經(jīng)所述變壓器T的次級線圈的電流方向為M端-N 端，此時N端電勢>M端電勢，所述第一電容C1通過所述第四二極管D4及所述電感L1充電，如 上所述電感L1本身也充電，所述第一電容C1儲能，所述第一電容C1兩端的電勢差由0增加到 Vcl，所述第二二極管D2截止。
[0036] 當所述開關(guān)管Q關(guān)斷時，流經(jīng)所述變壓器T的初級線圈的電流方向為B端-A端，所 述B端的電勢迅速增高。根據(jù)電磁感應定律，所述變壓器T的次級線圈的M端的電勢也隨著增 高，且M端電勢>N端電勢=0，此時，次級線圈M端以及N端、第一電容C1、第一二極管D1以及 第二電容C2形成一回路。次級線圈M端以及N端、第二二極管D2以及第二電容C2形成另一回 路。
[0037] 將所述M端與所述N端的電勢差記為Vmn，將所述第二電容C2的兩端之間的電勢差 記為Vc2,將所述第一二極管D1的陽極與陰極之間的電勢差記為Vdl。開關(guān)管Q關(guān)斷時，Vmn持 續(xù)升高，第一電容C1放電，當所述Vmn增高至滿足條件Vmn+Vcl >Vdl+Vc2后，所述第一二極 管D1導通，所述M端電勢被鉗位。由于開關(guān)管Q斷開時電感L1以及第三二極管D3以及第一電 容C1組成的續(xù)流電路進一步為第一電容C1充電，增大了第一電容兩端電壓Vcl的值，使得M 端被鉗位時Vmn較低。
[0038] 進一步，在次級線圈M端以及N端、第一電容C1、第一二極管D1以及第二電容C2形成 的回路中，由于所述第一電容C1遠小于所述第二電容C2,所述第一電容C1釋放之前儲存的 能量給所述第二電容C2充電，使得所述Vcl下降，直到Vmn>Vc2+Vd2,此時第二二極管D2導 通，所述M端的電勢再次被鉗位，與此同時，所述變壓器T的初級線圈產(chǎn)生的漏感阻尼振蕩也 基本消耗完，從而抑制了所述變壓器T的初級線圈的B端的電勢，達到吸收所述開關(guān)管Q的尖 峰能量的目的。
[0039] 如上可知，由于本實用新型提出的尖峰吸收電路既可以用于具有三個輸出端的變 壓器T，又可以用于具有兩個輸出端的變壓器T，因此，該吸收電路具有兼容性強的特點。
[0040] 本實用新型還提出一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源具有尖峰吸收電路，該尖峰吸收電 路的具體結(jié)構(gòu)參照上述實施例，因此至少具有上述實施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效 果，在此不再一一贅述。
[0041] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是在本實用新型的發(fā)明構(gòu)思下，利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變 換，或直接/間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領域均包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種尖峰吸收電路，其特征在于，該尖峰吸收電路運用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源 具有變壓器，變壓器初級線圈連接有開關(guān)驅(qū)動電路，變壓器次級線圈連接有所述尖峰吸收 電路，所述次級線圈包括與初級線圈電源輸出端互為同名端的第一輸出端，與所述初級線 圈電源輸入端互為同名端的第二輸出端； 所述尖峰吸收電路包括第一電容，第一二極管、第二電容，以及第二二極管;所述第一 輸出端通過第一電容與所述第一二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極通過所述第二 電容與所述第二輸出端相連;所述第二二極管的陽極與所述第一輸出端相連，所述第二二 極管的陰極與所述第一二極管的陰極相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖峰吸收電路，其特征在于，所述開關(guān)電源還包括PWM控制器 和開關(guān)管及第三電容，所述初級線圈的電源輸入端經(jīng)所述第三電容接地，所述初級線圈的 電源輸出端與所述開關(guān)管的漏極連接，所述開關(guān)管的源極接地，所述開關(guān)管的柵極與所述 PWM控制器連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖峰吸收電路，其特征在于，還包括續(xù)流電路，所述續(xù)流電路 包括與第一電容并聯(lián)設置的電感以及第三二極管，所述電感與所述第三二極管串聯(lián)，且所 述第三二極管的陽極與所述第一輸出端連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖峰吸收電路，其特征在于，所述第二輸出端接地。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的尖峰吸收電路，其特征在于，所述開關(guān)管為N-MOS管。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的尖峰吸收電路，其特征在于，所述第二輸出端上還連設有第四 二極管，所述第四二極管的陽極與所述第二輸出端相連，所述第四二極管的陰極與所述第 三二極管的陰極相連。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的尖峰吸收電路，其特征在于，所述開關(guān)電源的所述次級線圈還 包括第三輸出端，所述第三輸出端與所述電源輸入端互為同名端;所述第三輸出端上連設 有第四二極管，所述第四二極管陽極與所述第三輸出端相連，所述第四二極管陰極與所述 第三二極管的陰極相連。8. -種開關(guān)電源，其特征在于，所述開關(guān)電源包括如權(quán)利要求1-7中任一項所述的尖峰 吸收電路。
【文檔編號】H02M1/32GK205596011SQ201521143277
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】劉志成, 陳成輝
【申請人】Tcl通力電子（惠州）有限公司