專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電流型控制的單路輸出反激式變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反激式變換器，特別是關(guān)于一種用于開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域中的電流型控制的單路輸出反激式變換器。
背景技術(shù)：
目前，在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、蓄電池充電、開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域，特別是在電力牽引方面， 如地鐵、城市輕軌、電氣機(jī)車(chē)、無(wú)軌電車(chē)、電瓶車(chē)、電鏟車(chē)等電動(dòng)車(chē)輛以往多采用變阻器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)，存在耗電多、效率低、有級(jí)調(diào)速、運(yùn)行平穩(wěn)性差等問(wèn)題。弓丨入直流斬波器后，電動(dòng)車(chē)輛均改用恒定直流電源(如蓄電池、不控整流電源)供電，可方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、平穩(wěn)運(yùn)行，更重要的是比變阻器方式節(jié)電20% 30%，節(jié)能效果巨大。但是，采用線性電源需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且電壓反饋電路工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)會(huì)致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片。而開(kāi)關(guān)電源具備體積小、重量輕、 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出電壓范圍寬、可實(shí)現(xiàn)模塊化等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源依然存在換流效果不佳、電能質(zhì)量不高的問(wèn)題，如電網(wǎng)運(yùn)行功率因數(shù)低、開(kāi)關(guān)損耗和通態(tài)損耗過(guò)高、變壓器漏感偏大且易產(chǎn)生間歇振蕩、開(kāi)關(guān)頻率低、紋波較大、穩(wěn)壓穩(wěn)流精度不夠、諧波分量多、抗電磁干擾能力差及變壓器高頻噪聲大等問(wèn)題。此外，BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK, SPEIC、 ZETA等非隔離型開(kāi)關(guān)電源的抗干擾性能不佳、負(fù)載特性差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能有效抑制諧波、減小損耗、降低紋波、 防止間歇振蕩、提高穩(wěn)壓穩(wěn)流精度、緩沖無(wú)功、降低電磁敏感性和電磁干擾，并能提高開(kāi)關(guān)頻率的電流型控制的單路輸出反激式變換器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于它包括交流輸入源、整流橋電路、輸入濾波電容、第一個(gè)緩沖電路、變壓器、開(kāi)關(guān)管、輸出整流二極管、第一個(gè)吸收電路、芯片供電電路、輸出濾波電容、三端穩(wěn)壓電路、第二個(gè)緩沖電路、控制芯片、隔離電路和第二個(gè)吸收電路；所述交流輸入源經(jīng)所述整流橋電路將交流電轉(zhuǎn)換成單向直流電后，經(jīng)所述輸入濾波電容將直流電內(nèi)的諧波濾除后輸入至所述第一個(gè)緩沖電路內(nèi)；所述第一個(gè)緩沖電路并聯(lián)在所述變壓器的原邊繞組，所述變壓器的原邊繞組還連接所述開(kāi)關(guān)管的漏極，所述變壓器的副邊繞組分別連接所述輸出整流二極管的輸入端和第一個(gè)吸收電路的輸入端，所述變壓器的輔助繞組經(jīng)所述芯片供電電路連接至所述控制芯片；所述輸出整流二極管的輸出端與所述第一個(gè)吸收電路的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)所述輸出濾波電容連接至所述三端穩(wěn)壓電路輸入端；所述開(kāi)關(guān)管的源極與漏極之間并聯(lián)所述第二個(gè)緩沖電路，且所述開(kāi)關(guān)管的柵極和源極分別經(jīng)一采樣電阻連接至所述控制芯片；所述控制芯片的補(bǔ)償端連接所述隔離電路的一個(gè)輸出端，所述隔離電路的輸入端與所述輸出濾波電容并聯(lián)，所述隔離電路的另一個(gè)輸入端連接所述三端穩(wěn)壓電路輸入端，由所述三端穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)壓直流電；所述三端穩(wěn)壓電路內(nèi)設(shè)置有用于降低所述三端穩(wěn)壓電路內(nèi)開(kāi)關(guān)損耗并抑制尖峰電壓的所述第二個(gè)吸收電路。所述變壓器采用隔離型變壓器，其包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，所述變壓器的磁心采用軟磁磁性材料和夾心繞法，繞組采用多股線平行并繞方式排列，全部采用漆包線繞制，留有安全邊距，所述副邊繞組和輔助繞組之間設(shè)置有強(qiáng)化絕緣層；所述變壓器的副邊繞組并聯(lián)一虛假負(fù)載，經(jīng)虛假負(fù)載接所述輸出整流二極管的正極。各所述緩沖電路均采用RCD結(jié)構(gòu)，各所述緩沖電路中的二極管采用型號(hào)為FR107 的二極管。所述控制芯片、開(kāi)關(guān)管和隔離電路組成控制電路，所述控制芯片采用型號(hào)為 UC3844的無(wú)功率開(kāi)關(guān)的脈寬調(diào)制集成電路控制芯片。所述開(kāi)關(guān)管采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管上加設(shè)有散熱器，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和散熱器之間通過(guò)絕緣墊片和散熱硅膠連接。所述三端穩(wěn)壓電路包括可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器和三個(gè)電阻，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極依次并聯(lián)第一個(gè)所述電阻和第二個(gè)所述電阻后連接所述輸出濾波電容，第二個(gè)所述電阻另一端串聯(lián)第二個(gè)所述電阻后接參考地；所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極連接所述隔離電路，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極和參考地之間并聯(lián)由電容和電阻組成的所述第二個(gè)吸收電路；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器采用的型號(hào)為T(mén)L431。所述交流輸入源采用由國(guó)際通用工頻交流調(diào)壓器提供的單相交流電源；所述隔離電路采用型號(hào)為T(mén)LP521-1的光耦隔離電路。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于交流輸入源采用由國(guó)際通用工頻交流調(diào)壓器提供的輸入單相交流電源，其電壓大小可調(diào)，便于控制，且通過(guò)保險(xiǎn)絲與后續(xù)整流橋電路連接，提高了整個(gè)電路的安全性能。而且整流橋電路采用一體式的整流橋，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整流效果良好，且整流橋電路的輸出端連接輸入濾波電容，這樣進(jìn)一步消除了諧波。2、本發(fā)明由于輸入濾波電容采用由極性電容和普通電容組成，極性電容和普通電容組成的無(wú)功功率緩沖環(huán)節(jié)和濾波環(huán)節(jié)具備儲(chǔ)能和濾波的雙重功能，構(gòu)成低阻抗的電源內(nèi)阻特性，將整流橋電路輸出的直流電壓鉗在電源電壓水平上，降低浪涌過(guò)電壓，可使輸出直流電壓波形接近矩形。3、本發(fā)明由于采用在變壓器原邊繞組和開(kāi)關(guān)管的源極和漏極兩端分別并聯(lián)有緩沖電路，緩沖電路可以實(shí)現(xiàn)功率器件和電感、電容等元件的軟啟動(dòng)，降低關(guān)斷損耗并吸收尖峰電流保護(hù)變壓器和開(kāi)關(guān)管等器件。4、本發(fā)明的變壓器由于隔離變壓器，這樣相對(duì)的提高了本發(fā)明整體電路的安全性能。5、本發(fā)明采用的變壓器相當(dāng)于多個(gè)耦合電感，在原邊繞組和副邊繞組中不會(huì)同時(shí)有電流流過(guò)，不存在磁動(dòng)勢(shì)相互抵消的可能，并且反激式電路工作于電感電流斷續(xù)導(dǎo)通模式，可大大減小繞組匝數(shù)和磁心的尺寸，大幅提高磁心的利用率。在變壓器原邊和輔助繞組正負(fù)輸入電源線間均并有電容，可以為開(kāi)關(guān)通斷產(chǎn)生的干擾電流提供低阻抗的通路，從而減小差模傳導(dǎo)干擾電壓。6、本發(fā)明由于采用的反激式電路結(jié)構(gòu)能大大減小了導(dǎo)體和屏蔽地之間的分布電容，從而減小了流過(guò)電源線與屏蔽地之間的共模傳導(dǎo)電流；變壓器輔助繞組接地，降低了由控制芯片、開(kāi)關(guān)管和隔離電路組成的控制電路的電磁敏感性，極大地改善了本發(fā)明的電磁兼容性能。7、本發(fā)明由于變壓器磁心采用軟磁磁性材料和夾心繞法，繞組采用多股線平行并繞方式排列，全部用漆包線繞制，留有安全邊距，且在副邊繞組和輔助繞組間加有強(qiáng)化絕緣層，增大了耦合程度，極大地減小了氣隙和漏感以及磁心損耗和線圈損耗。8、本發(fā)明采用的芯片供電電路經(jīng)兩級(jí)整流， 提高了電壓穩(wěn)定性，并連接濾波電容，可以撫平電壓紋波，進(jìn)一步減少諧波分量，其中的電解電容還具有儲(chǔ)能作用，可確保對(duì)控制芯片的持續(xù)穩(wěn)定供電，同時(shí)限流電阻可以保護(hù)控制芯片，提高了電路的安全性能。此外，芯片供電電路與變壓器輔助繞組并聯(lián)，可改善變壓器內(nèi)的電位分布以調(diào)整其內(nèi)部分布電容，改變?cè)肼曂纷杩?，?shí)現(xiàn)共模噪聲抑制。9、本發(fā)明采用在變壓器副邊繞組中增設(shè)有虛假負(fù)載，這樣可以有效防止出現(xiàn)間歇振蕩。10、本發(fā)明的開(kāi)關(guān)管采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管還設(shè)置有散熱器，基本解決了溫度變化對(duì)穩(wěn)壓穩(wěn)流精度的影響。11、本發(fā)明隔離電路采用光耦隔離電路，控制芯片和光耦隔離電路組合構(gòu)成的電壓反饋環(huán)可以確保對(duì)輸入電壓的波動(dòng)、負(fù)載的波動(dòng)以及元件參數(shù)的波動(dòng)等都能通過(guò)調(diào)節(jié)控制端的電流來(lái)改變占空比而使輸出電壓值保持在一定的范圍內(nèi)。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用在中小功率場(chǎng)合，如直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、蓄電池充電、開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域，特別是在電力牽引方面，如地鐵、城市輕軌、電氣機(jī)車(chē)、無(wú)軌電車(chē)、電瓶車(chē)、電鏟車(chē)等電動(dòng)車(chē)輛。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的電流型控制的單路輸出反激式變換器實(shí)現(xiàn)示意圖；圖3是本發(fā)明的芯片供電電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的整流橋電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的緩沖電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5(a)、圖5(b)為緩沖電路的兩個(gè) RCD結(jié)構(gòu)；圖6是本發(fā)明的隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的三端穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括交流輸入源1、整流橋電路2、輸入濾波電容3、第一個(gè)緩沖電路4、變壓器5、開(kāi)關(guān)管6、輸出整流二極管7、第一個(gè)吸收電路8、芯片供電電路9、 輸出濾波電容10、三端穩(wěn)壓電路11、第二個(gè)緩沖電路12、控制芯片13、隔離電路14和第二個(gè)吸收電路15。交流輸入源1經(jīng)整流橋電路2將交流電轉(zhuǎn)換成單向直流電后，經(jīng)輸入濾波電容3 將直流電內(nèi)的諧波濾除后輸入至第一個(gè)緩沖電路4內(nèi)。第一個(gè)緩沖電路4并聯(lián)連接在變壓器5的原邊繞組，且變壓器5的原邊繞組還連接開(kāi)關(guān)管6的漏極，變壓器5的副邊繞組分別連接輸出整流二極管7的輸入端和第一個(gè)吸收電路8的輸入端，變壓器5的輔助繞組經(jīng)芯片供電電路9連接控制芯片13 ；輸出整流二極管7的輸出端與第一個(gè)吸收電路8的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)輸出濾波電容10連接至三端穩(wěn)壓電路11輸入端。開(kāi)關(guān)管6的源極與漏極之間并聯(lián)第二個(gè)緩沖電路12，且開(kāi)關(guān)管6的柵極和源極分別經(jīng)一采樣電阻連接至控制芯片13。 控制芯片13的補(bǔ)償端連接隔離電路14的一個(gè)輸出端，隔離電路14的輸入端與輸出濾波電容10并聯(lián)，隔離電路14的另一個(gè)輸入端連接三端穩(wěn)壓電路11輸入端，由三端穩(wěn)壓電路11 輸出穩(wěn)壓直流電。其中，三端穩(wěn)壓電路11內(nèi)設(shè)置有第二個(gè)吸收電路15，降低三端穩(wěn)壓電路11內(nèi)開(kāi)關(guān)損耗并抑制尖峰電壓?？刂菩酒?3的引腳Vcc為集成塊工作電源端，電壓范圍為8V 40V。變壓器5輔助繞組感應(yīng)電流經(jīng)輸出整流二極管7整流、輸出濾波電容10濾波后，再經(jīng)限流電阻輸入控制芯片13的引腳Vcc，從而為控制芯片13提供驅(qū)動(dòng)電源，啟動(dòng)控制芯片13正常工作。變壓器5輔助繞組還并聯(lián)含有補(bǔ)償電容的芯片供電電路9 (如圖3所示)，可使變壓器5輔助繞組與補(bǔ)償電容構(gòu)成補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，改善變壓器5的結(jié)構(gòu)和連接方式，調(diào)整變壓器5內(nèi)的電位分布，具體為抬高屏蔽層電位，以調(diào)整屏蔽層與副邊的分布電容，改變?cè)肼曂纷杩?，?shí)現(xiàn)共模噪聲抑制；另一方面，在高頻情況下，輔助線圈串聯(lián)在副邊回路中增大了副邊的噪聲回路阻抗，降低了傳導(dǎo)發(fā)射。上述實(shí)施例中，交流輸入源1采用單相交流電源，由國(guó)際通用工頻交流調(diào)壓器提供，其電壓大小可調(diào)，便于控制，且通過(guò)保險(xiǎn)絲與后續(xù)電路連接，能提高本發(fā)明整個(gè)電路的安全性能。上述各實(shí)施例中，如圖4所示，整流橋電路2可以通過(guò)二極管的單向?qū)ㄐ阅軐㈦娖皆诹泓c(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換成單向的直流電。本發(fā)明的整流橋電路2采用一體式的整流橋，將橋式整流的四個(gè)二極管封裝在一起，只引出四個(gè)引腳，其中1、3兩個(gè)引腳接交流電源，2、4兩個(gè)引腳輸出單向直流電。上述各實(shí)施例中，如圖2所示，輸入濾波電容3由并聯(lián)的極性電容Cl和普通電容 C2組成。極性電容Cl和普通電容C2作為儲(chǔ)能和濾波元件用作無(wú)功功率緩沖環(huán)節(jié)和濾波環(huán)節(jié)，構(gòu)成低阻抗的電源內(nèi)阻特性，將整流橋電路2輸出的直流電壓鉗在電源電壓水平上，降低浪涌過(guò)電壓，可使輸出直流電壓波形接近矩形。上述各實(shí)施例中，為保護(hù)變壓器5和開(kāi)關(guān)管6不受到尖峰電流的損害，在變壓器5 的原邊繞組以及開(kāi)關(guān)管6的源極和漏極之間分別并入了第一個(gè)緩沖電路6和第二個(gè)緩沖電路12，并且緩沖電路可以實(shí)現(xiàn)功率器件和電感、電容等元件的軟啟動(dòng)。各緩沖電路均采用 RCD結(jié)構(gòu)(如圖5所示)，當(dāng)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管關(guān)斷時(shí)若漏極和源極之間的電壓Vds或者變壓器原邊和輔助繞組電壓超過(guò)緩沖電路中電容兩端的電壓時(shí)，緩沖二極管導(dǎo)通，尖峰電流被RCD緩沖電路吸收從而削減了尖峰電。另外，緩沖電路還可以降低電力電子器件的關(guān)斷損耗。第一個(gè)緩沖電路4和第二個(gè)緩沖電路12中的二極管采用型號(hào)為FR107的二極管，所有緩沖電路中的緩沖電容選擇得都足夠大，這樣可以保證在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)緩沖電容兩端的電壓沒(méi)有顯著變化。上述各實(shí)施例中，如圖2所示，變壓器5采用隔離型變壓器，其包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，變壓器5的磁心采用軟磁磁性材料和夾心繞法，繞組采用多股線平行并繞方式排列，全部采用漆包線繞制，留有安全邊距，且在副邊繞組和輔助繞組之間設(shè)置有強(qiáng)化絕緣層，增大了耦合程度，極大地減小了氣隙和漏感以及磁滯損耗、渦流損耗、剩余損耗等磁心損耗和直流電阻引起的損耗、高頻交流損耗。變壓器5的原邊繞組和副邊繞組繞組用于隔離，輸入電流是從單相交流電源整流得到的高壓直流，輸出電流是從副邊繞組繞組的高頻脈沖電壓整流濾波得到的穩(wěn)壓直流。而變壓器5相當(dāng)于多個(gè)耦合電感，在輸入和輸出繞組中不會(huì)同時(shí)有電流流過(guò)，不存在磁動(dòng)勢(shì)相互抵消的可能，其磁心的磁通密度取決于繞組中電流的大小。并且由于反激式電路工作于電感電流斷續(xù)導(dǎo)通模式，可大大減小繞組匝數(shù)和磁心的尺寸，大幅提高磁心的利用率。在變壓器5的原邊繞組和輔助繞組正負(fù)輸入電源線之間均并聯(lián)有電容，可以為開(kāi)關(guān)通斷產(chǎn)生的干擾電流提供低阻抗的通路，從而減小差模傳導(dǎo)干擾電壓；另外，由于反激式電路的結(jié)構(gòu)大大減小了導(dǎo)體和屏蔽地之間的分布電容，從而減小了流過(guò)電源線與屏蔽地之間的共模傳導(dǎo)電流。變壓器5的輔助繞組接地，降低了控制電路的電磁敏感性，這樣可以較大地改善了開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性能。變壓器5每匝導(dǎo)線長(zhǎng)度選取得盡可能小，并且原邊的始端接功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，減小了繞組的分布電容和相鄰繞組的分布參數(shù)耦合程度，大大減小了變壓器5的振鈴噪聲。變壓器5的副邊繞組中還可以并聯(lián)一虛假負(fù)載R15，以防止負(fù)載開(kāi)路，當(dāng)電網(wǎng)電壓最高時(shí)，可以保證脈沖寬度有一定的最小值而不致出現(xiàn)間歇振蕩，其中最小的脈寬是由控制芯片13中振蕩器的最小導(dǎo)通比決定的。變壓器5的副邊繞組經(jīng)虛假負(fù)載R15接輸出整流二極管7的正極，利用輸出整流二極管7的單向?qū)ㄌ匦园炎儔浩?的副邊繞組輸出的交流電轉(zhuǎn)換成單方向的直流電；并在輸出整流二極管7上并聯(lián)由電阻R13和電容Cll串聯(lián)組成的第一個(gè)吸收電路8，降低輸出整流二極管7的開(kāi)關(guān)損耗并抑制可能出現(xiàn)在輸出整流二極管7兩端的尖峰電壓。上述各實(shí)施例中，如圖2所示，輸出濾波電容10由極性電容C9和普通電容ClO并聯(lián)組成，輸出整流二極管7的負(fù)極連接輸出濾波電容10，輸出濾波電容10可以進(jìn)一步平滑輸出整流二極管7輸出的直流電壓波形、穩(wěn)定波形，減少諧波分量，優(yōu)化輸出特性，提高穩(wěn)壓穩(wěn)流精度，其中極性電容C9還具備儲(chǔ)能功能。極性電容C9和普通電容ClO共同組成無(wú)功功率緩沖環(huán)節(jié)和濾波環(huán)節(jié)，具備低阻抗的電源內(nèi)阻特性，從而將輸出電壓鉗在變壓器5的副邊繞組繞組電壓水平上，降低浪涌過(guò)電壓，可使輸出電壓確定，其波形接近矩形。上述各實(shí)施例中，如圖2所示，控制芯片13、開(kāi)關(guān)管6和隔離電路14組成控制電路，其中控制芯片13采用型號(hào)為UC3844的無(wú)功率開(kāi)關(guān)的PWM(脈寬調(diào)制)集成電路控制芯片。UC3844控制芯片13所需電源由現(xiàn)有技術(shù)中的多路可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源提供?？刂齐娐凡捎玫氖欠逯惦娏骺刂颇Ｊ胶凸β蕡?chǎng)效應(yīng)晶體管等電力電子器件，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，響應(yīng)速度也得到加快，能夠直接將干擾引起的電壓波動(dòng)反映給控制電路，對(duì)輸入電壓擾動(dòng)的抵抗能力得到提高，改善了動(dòng)態(tài)特性，并有限值過(guò)電流的能力。此外，電流環(huán)的快速響應(yīng)速度還能夠徹底消除單獨(dú)的電壓控制模式下，輸出電壓中由于輸入交流電壓整流后引起的IOOHz低頻紋波。電流型控制具有良好的線性調(diào)整率和快速輸入輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)，克服了電壓型控制的增益變化問(wèn)題，并且具有大信號(hào)特性，可使整個(gè)反饋環(huán)節(jié)優(yōu)化為一階電路，簡(jiǎn)化誤差放大器的控制環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，大幅提高了穩(wěn)定度并改善了頻響，具有更大的增益帶寬乘積。固有的逐個(gè)脈沖電流限制，簡(jiǎn)化了過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)，具有自動(dòng)磁通平衡功能，當(dāng)多電源單元并聯(lián)時(shí)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流。由于控制芯片13驅(qū)動(dòng)輸出部分通過(guò)采樣電阻R4、R7直接作用于開(kāi)關(guān)管6的柵極和源極，其補(bǔ)償端直接連接隔離電路14中的線性光耦輸出端。當(dāng)電流采樣輸入端電壓大于 IV時(shí)，將會(huì)關(guān)斷PWM輸出以便實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)，本發(fā)明在最大峰值電流時(shí)采樣電阻上的壓降選擇為0. 7V。上述各實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)管6采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管上加設(shè)有散熱器，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和散熱器之間通過(guò)絕緣墊片和散熱硅膠連接，這樣可以解決溫度變化對(duì)穩(wěn)壓穩(wěn)流精度的影響?？刂菩酒?3和隔離電路14組合構(gòu)成的電壓反饋環(huán)可以確保對(duì)輸入電壓的波動(dòng)、負(fù)載的波動(dòng)以及元件參數(shù)的波動(dòng)等都能通過(guò)調(diào)節(jié)控制端的電流來(lái)改變占空比而使輸出電壓值保持在一定的范圍內(nèi)。上述各實(shí)施例中，如圖6所示，隔離電路14能實(shí)現(xiàn)控制電路和變壓器5的電氣隔離以及多個(gè)開(kāi)關(guān)器件的電路驅(qū)動(dòng)電路的隔離，使得電路具備更高的安全性能。本發(fā)明的隔離電路14采用型號(hào)為T(mén)LP521-1的光耦隔離電路，TLP521-1光耦隔離電路集隔離與驅(qū)動(dòng)功能于一體，通過(guò)發(fā)光二極管可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成三極管的電信號(hào)，從而將控制電路發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以使開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的信號(hào)，并直接與控制芯片13的補(bǔ)償端連接構(gòu)成光耦反饋環(huán)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)控制端的電流確保輸出電壓精度。在發(fā)光二極管的陽(yáng)極串聯(lián)一電阻 R8后連接至輸出濾波電容10的輸入端，電阻R8可以保證光耦隔離電路工作在線性區(qū)。上述實(shí)施例中，如圖7所示，三端穩(wěn)壓電路11包括可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431、 三個(gè)電阻R9、Rll和R12，可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的陽(yáng)極依次并聯(lián)電阻R9和Rll后連接輸出濾波電容10，電阻Rll另一端串聯(lián)電阻R12后接參考地。隔離電路14中的發(fā)光二極管負(fù)極連接可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的陰極，可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的陰極和參考地之間并聯(lián)由電容C12和電阻RlO組成的第二個(gè)吸收電路15，降低可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431開(kāi)關(guān)損耗并抑制尖峰電壓，并采用電容C13進(jìn)一步優(yōu)化波形?？烧{(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431內(nèi)部具有溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和放大器，是具有較高精度的電壓參考源和三端精密穩(wěn)壓器件，其參考極可輸出2. 5V基準(zhǔn)電壓。電阻R9可以保證至少有ImA的連續(xù)電流流入可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的輸出引腳，從而保證可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431正常工作。最后可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431的參考地經(jīng)電阻Rll、R12接直流輸出端口，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻Rl 1、R12的大小比例來(lái)控制直流輸出的電壓幅值。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于它包括交流輸入源、整流橋電路、輸入濾波電容、第一個(gè)緩沖電路、變壓器、開(kāi)關(guān)管、輸出整流二極管、第一個(gè)吸收電路、芯片供電電路、輸出濾波電容、三端穩(wěn)壓電路、第二個(gè)緩沖電路、控制芯片、隔離電路和第二個(gè)吸收電路；所述交流輸入源經(jīng)所述整流橋電路將交流電轉(zhuǎn)換成單向直流電后，經(jīng)所述輸入濾波電容將直流電內(nèi)的諧波濾除后輸入至所述第一個(gè)緩沖電路內(nèi)；所述第一個(gè)緩沖電路并聯(lián)在所述變壓器的原邊繞組，所述變壓器的原邊繞組還連接所述開(kāi)關(guān)管的漏極，所述變壓器的副邊繞組分別連接所述輸出整流二極管的輸入端和第一個(gè)吸收電路的輸入端，所述變壓器的輔助繞組經(jīng)所述芯片供電電路連接至所述控制芯片；所述輸出整流二極管的輸出端與所述第一個(gè)吸收電路的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)所述輸出濾波電容連接至所述三端穩(wěn)壓電路輸入端； 所述開(kāi)關(guān)管的源極與漏極之間并聯(lián)所述第二個(gè)緩沖電路，且所述開(kāi)關(guān)管的柵極和源極分別經(jīng)一采樣電阻連接至所述控制芯片；所述控制芯片的補(bǔ)償端連接所述隔離電路的一個(gè)輸出端，所述隔離電路的輸入端與所述輸出濾波電容并聯(lián)，所述隔離電路的另一個(gè)輸入端連接所述三端穩(wěn)壓電路輸入端，由所述三端穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)壓直流電；所述三端穩(wěn)壓電路內(nèi)設(shè)置有用于降低所述三端穩(wěn)壓電路內(nèi)開(kāi)關(guān)損耗并抑制尖峰電壓的所述第二個(gè)吸收電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述變壓器采用隔離型變壓器，其包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，所述變壓器的磁心采用軟磁磁性材料和夾心繞法，繞組采用多股線平行并繞方式排列，全部采用漆包線繞制，留有安全邊距，所述副邊繞組和輔助繞組之間設(shè)置有強(qiáng)化絕緣層；所述變壓器的副邊繞組并聯(lián)一虛假負(fù)載，經(jīng)虛假負(fù)載接所述輸出整流二極管的正極。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于各所述緩沖電路均采用RCD結(jié)構(gòu)，各所述緩沖電路中的二極管采用型號(hào)為FR107的二極管。
4.如權(quán)利要求2所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于各所述緩沖電路均采用RCD結(jié)構(gòu)，各所述緩沖電路中的二極管采用型號(hào)為FR107的二極管。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述控制芯片、開(kāi)關(guān)管和隔離電路組成控制電路，所述控制芯片采用型號(hào)為UC3844 的無(wú)功率開(kāi)關(guān)的脈寬調(diào)制集成電路控制芯片。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述開(kāi)關(guān)管采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管上加設(shè)有散熱器，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和散熱器之間通過(guò)絕緣墊片和散熱硅膠連接。
7.如權(quán)利要求5所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述開(kāi)關(guān)管采用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管上加設(shè)有散熱器，所述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和散熱器之間通過(guò)絕緣墊片和散熱硅膠連接。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器， 其特征在于所述三端穩(wěn)壓電路包括可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器和三個(gè)電阻，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極依次并聯(lián)第一個(gè)所述電阻和第二個(gè)所述電阻后連接所述輸出濾波電容， 第二個(gè)所述電阻另一端串聯(lián)第二個(gè)所述電阻后接參考地；所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極連接所述隔離電路，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極和參考地之間并聯(lián)由電容和電阻組成的所述第二個(gè)吸收電路；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器采用的型號(hào)為T(mén)L431。
9.如權(quán)利要求5所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述三端穩(wěn)壓電路包括可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器和三個(gè)電阻，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極依次并聯(lián)第一個(gè)所述電阻和第二個(gè)所述電阻后連接所述輸出濾波電容，第二個(gè)所述電阻另一端串聯(lián)第二個(gè)所述電阻后接參考地；所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極連接所述隔離電路，所述可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的陰極和參考地之間并聯(lián)由電容和電阻組成的所述第二個(gè)吸收電路；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器采用的型號(hào)為T(mén)L431。
10.如權(quán)利要求1 9任意一項(xiàng)所述的一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，其特征在于所述交流輸入源采用由國(guó)際通用工頻交流調(diào)壓器提供的單相交流電源；所述隔離電路采用型號(hào)為T(mén)LP521-1的光耦隔離電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流型控制的單路輸出反激式變換器，它包括交流輸入源，交流輸入源經(jīng)整流橋電路將直流電經(jīng)輸入濾波電容輸入第一個(gè)緩沖電路內(nèi)；第一個(gè)緩沖電路并聯(lián)在變壓器原邊繞組，原邊繞組連接開(kāi)關(guān)管漏極，副邊繞組分別連接輸出整流二極管和第一個(gè)吸收電路的輸入端，輔助繞組經(jīng)芯片供電電路連接至控制芯片；輸出整流二極管的輸出端與第一個(gè)吸收電路的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)輸出濾波電容連接至三端穩(wěn)壓電路；開(kāi)關(guān)管源極與漏極之間并聯(lián)第二個(gè)緩沖電路，柵極和源極分別經(jīng)采樣電阻連接控制芯片；控制芯片的補(bǔ)償端連接隔離電路的輸出端，隔離電路的輸入端與輸出濾波電容并聯(lián)，隔離電路另一個(gè)輸入端連接三端穩(wěn)壓電路，由三端穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)壓直流電；三端穩(wěn)壓電路內(nèi)設(shè)置有第二個(gè)吸收電路。
文檔編號(hào)H02M1/14GK102315786SQ20111027422
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張彪, 楊佐峰, 柏德勝 申請(qǐng)人:北京國(guó)網(wǎng)普瑞特高壓輸電技術(shù)有限公司