一种反激式拓扑副边同步整流电路的制作方法

本实用新型涉及反激式拓扑副边同步整流电路。

背景技术：

反激式转换器(反激变换器)的核心部件包括开关，变压器，二极管和电容。开关由脉冲宽度调制(pwm)控制，通过闭合与导通在变压器两端产生高频方波信号。变压器将产生的方波信号以磁场感应的方式传递到次级线圈。在次级线圈两端通过整流和滤波在输出端得到稳定的直流输出。反激变换器广泛应用于交流直流(ac/dc)和直流直流(dc/dc)转换，并在输入级和输出级之间提供绝缘隔离，是开关电源的一种。应用范围包括低功率的开关电源，显像管的高压电源，以及绝缘栅驱动器，具有结构简单，应用广泛的优点。反激变换器具有电路结构简单，输入输出隔离，成本低，空间要求少等优点，在小功率电源中得到了广泛的应用。

如图1所示，为目前反激变换器的原理图，变压器原边，输入信号ui加到变压器原边线圈两端，利用pwm信号控制开关k以磁场感应的方式传送到副边，在变压器副边，整流二极管d放置在高端(副边线圈的同相端)，接着就是滤波电容c进行滤波，对负载rl供电。但随着输出电流的增大，输出电压较低时，这样的反激变换器副边整流电路的二极管d导通损耗和反向恢复损耗大，效率严重降低，已满足不了日新月异的需求。

另外，在一般的同步驱动方式中，整流管都会，采用控制芯片来完成，但由于芯片外围电路复杂，加大了整体空间，同时也增加了整机成本。

技术实现要素：

本实用新型针对目前反激变换器副边随着输出电流的增大，输出电压较低时，这样的反激变换器副边整流电路的二极管d导通损耗和反向恢复损耗大，效率严重降低，已满足不了日新月异的需求的不足，提供一种反激式拓扑副边同步整流电路。采用导通电阻极低的mos管来代替整流二极管，大大降低了输出损耗，效率得到提升。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种反激式拓扑副边同步整流电路，包括整流电路和滤波电路；所述的整流电路包括整流mos管q1；所述的整流mos管q1设置在变压器tia副边绕组的异相端，整流mos管q1的s、d极分别与变压器副边绕组的低端sd和副边同步整流电路输出vis地相连。

本实用新型中，采用导通电阻极低的mos管来代替整流二极管，大大降低了输出损耗，效率得到提升。

进一步的，上述的反激式拓扑副边同步整流电路中：还包括对整流mos管q1进行驱动的同步驱动电路；所述的同步驱动电路包括三极管q27、三极管q26、三极管q25、二极管d19、电阻r153、电阻r152、电阻r154、电阻r151、电阻r150；

变压器副边绕组的低端sd通过二极管d19接三极管q27的基极；

副边同步整流电路的输出端+v经电阻r153、电阻r152接三极管q27的基极，三极管q27的发射极接副边同步整流电路输出vis地，三极管q27的集电极分别接三极管q26、三极管q25的基极；

三极管q26的集电极接电阻r153和电阻r152相连的公共端，三极管q25的集电极接变压器副边绕组的低端sd；

三极管q26和三极管q25的发射极相连；

电阻r153和电阻r152相连的公共端通过电阻r154分别接三极管q26、三极管q25的基极；

三极管q26和三极管q25的发射极相连的公共端通过电阻r151接整流mos管q1的g极；在整流mos管q1的g、s极之间连接有电阻r150。

进一步的，上述的反激式拓扑副边同步整流电路中：在二极管d19的两端还设置有电容c24。

进一步的，上述的反激式拓扑副边同步整流电路中：在三极管q27的基极与发射极之间设置有二极管d20，二极管d20的阳极接三极管q27的发射极。

进一步的，上述的反激式拓扑副边同步整流电路中：在三极管q27的基极与集电极之间设置有二极管d21，二极管d21的阳极接三极管q27的基极。

进一步的，上述的反激式拓扑副边同步整流电路中：所述的滤波电路包括电解电容e1、电解电容e7、电感l1；所述的变压器tia副边绕组的同相端分别与电解电容e1的阳极、电感l1的一端相连，电感l1的另一端与电解电容e7的阳极相连，电解电容e1、电解电容e7的阴极相连形成副边同步整流电路输出vis地，电感l1与电解电容e7的阳极相连的公共端形成副边同步整流电路输出+v。

本实用新型中，将整流mos管q1放置在输出的低端，采用分立器件三极管q25、三极管q26、三极管q27、二极管d19、二极管d20、二极管d1，通过检测变压器t1副边绕组相位sd，设置由三极管q25、三极管q26组成的图腾柱放大器，精确选择驱动电阻r152、电阻r154的阻值来调节其合适的放大与截止关系，从而准确控制整流mos管q1的导通与截止，最终实现高效率的功率输出。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

附图1为目前反激变换器的原理图。

附图2是本实用新型实施例1的框架图。

附图3为本实用新型实施例1的反激式拓扑副边同步整流电路图。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种采用mos管q1作为整流管的反激式拓扑副边同步整流电路，如图2和图3所示为本实施例的框架图，本实施例中反激式拓扑副边同步整流电路，包括整流电路和滤波电路；整流电路包括整流mos管q1；整流mos管q1设置在变压器tia副边绕组的异相端，整流mos管q1的s、d极分别与变压器副边绕组的低端sd和副边同步整流电路输出vis地相连。本实施例中，还具有分立元件的同步驱动电路驱动整流mos管q1，具体同步驱动电路如图3所示，包括三极管q27、三极管q26、三极管q25、二极管d19、电阻r153、电阻r152、电阻r154、电阻r151、电阻r150；变压器副边绕组的低端sd通过二极管d19接三极管q27的基极；副边同步整流电路的输出端+v经电阻r153、电阻r152接三极管q27的基极，三极管q27的发射极接副边同步整流电路输出vis地，三极管q27的集电极分别接三极管q26、三极管q25的基极；三极管q26的集电极接电阻r153和电阻r152相连的公共端，三极管q25的集电极接变压器副边绕组的低端sd；三极管q26和三极管q25的发射极相连；电阻r153和电阻r152相连的公共端通过电阻r154分别接三极管q26、三极管q25的基极；三极管q26和三极管q25的发射极相连的公共端通过电阻r151接整流mos管q1的g极；在整流mos管q1的g、s极之间连接有电阻r150。

另外，滤波电路包括电解电容e1、电解电容e7、电感l1；所述的变压器tia副边绕组的同相端分别与电解电容e1的阳极、电感l1的一端相连，电感l1的另一端与电解电容e7的阳极相连，电解电容e1、电解电容e7的阴极相连形成副边同步整流电路输出vis地，电感l1与电解电容e7的阳极相连的公共端形成副边同步整流电路输出+v。

本实施例是通过分立器件组成的驱动方式，直接驱动低端mos管q1的整流电路。

本实施例中，包括低端mos管同步整流电路。

如图3所示，同步驱动电路具体由变压器t1a副边绕组、整流mos管q1、三极管q27、三极管q25、三极管q26、电阻r153、r152、r151、r154、电容c24、二极管d19、d20、d1相关器件组成。

具体的，当原边开关k导通时，相位sd检测脚呈现正电压，其幅值为hv/n+v(n为原付边的匝比)，此时二极管d19的阳极为高电平(幅值基本上为输出电压v)，直接导致三极管q27导通，此时三极管q25、三极管q26组成的图腾柱输入被强制拉为低电平，此时输出到同步整流mos管q1的驱动电压为低电平(mos管q1的g极)，不能驱动其导通，此时整流mos管q1不传递能量，输出能量完全由输出电解电容e1、电解电容e7来提供，同时原边能量存储在变压器中。

当原边开关k关断时，相位sd检测脚呈现负电压,其幅值大致是低于0v的mos管体内二极管的压降，此时二极管d19的阳极相应为拉至低于0v的电位，此时三极管q27不会拉到低电平，这时由r152、r153分压电阻分到的电压经过电阻r154驱动由三极管q25、三极管q26组成的图腾柱，此时图腾组输出为高电平，通过电阻r151直接驱动整流mos管q1，此时整流mos管q1将原边能量传递给副边输出，同时原边能量得以复位。

本实施例中，当原边开关管k开通时，此时由于三极管q27开通，为了确保其be结电流不至于过大而损坏，在其bc两端加并了一个二极管d1，保证其不会因过流而损坏管子。当原边开关管q1关断时，由于变压器存在漏感，在关断瞬间，相位脚sd可能会产生一个比较低的负值，此时可能会在三极管的be结上产生一个反向电压尖峰，将其过压损毁。为防止其过压，在其三极管q27的be结加并一个二极管d20，强制性将be结的反向电压钳住。从而保证其可靠性工作。当原边开关k开通时，为了能调节相位sd输出给三极管q27的信号的快慢，在二极管d19上加并了电容c24,通过其容值的调节，可以相应调节图腾的驱动速度，从而更有效的控制整流mos管上面的电压尖峰，确保其幅值不超过整流mos管的最大值而使其损毁。

本实施例是一种反激式拓扑副边同步整流电路.在副边同步整流电路的副边整流二极管用整流mos管q1替代，通过精确的驱动控制信号驱动整流mos管q1，组成与原边信号同步的同步整流输出电路。本实施例中，同步整流控制电路是根据变压器t1a副边绕组相位来推动或关闭mos管q1。相位检测端sd接入二极管d19阴极，二极管d19的阳极接入三极管q27基极，由此基极信号来控制三极管q27快速导通与关闭；电容c24与d19并联，主要是控制相位信号的上升沿速度来抑制整mos管的漏极与源极电压尖峰；二极管d20与三极管q27的b、e极并联，二极管d1与三极管q27的b、c极并联，主要作用为将三极管的最大电压进行钳位，防止过压损坏三极管；二极管d19阳极与三极管q27基极连接，pnp三极管q25与npn三极管q26连接组成图腾柱放大器后与q27集电极连接，来控制图腾柱的开通放大与截止；副边同步整流输出电压经过电阻r153、r152得到合适的分压，接入三极管q26的集电极，再经由电阻r154接入三极管q25基极得到一个合适的幅值电压；最后由三极管q25与三极管q26连接组成图腾柱放大器中点通过电阻r151接入整流mos管q1的栅极，最终来控制整流mos管q1的开通与关闭，达到与原边同步的功率能量传输的目的。

本实施例中，包括了将副边绕组脉冲电压us进行整流、滤波的电路，还包括了由分立器件控制的驱动信号来驱动整流mos管电路。变压器副边绕组电压整流电路的整流mos管q1。将整流mos管q1放置在输出的低端，即绕组的sd端与输出vis地之间，这样连接的方式使驱动信号的处理简便可行。

分立器件控制的驱动信号来驱动整流mos管电路，根据变压器t1副边绕组相位来推动或关闭mos管q1，从而实现原边功率的正确存储与传输。相位sd接入d19二极管阴极，d19的阳极接入三极管q27基极，根据sd的相位正负变化，控制q27的导通与截止；电容c24与d19并联，控制q27的导通与截止的速度，从而影响到同步整流mos管的开通与截止速度。二极管d20与三极管q27的b、e极并联，二极管d1与三极管q27的b、c极并联，用于防止q27过流或过压毁坏；分压电阻r153、r152，图腾驱动电阻r154,三者控制配合合适，精确控制由三极管q25与三极管q26连接组成图腾柱放大器的导通放大与截止，再通过电阻r151直接控制整流mos的开通与截止，达到与原边同步的功率能量传输的目的。与传统的肖特基二极管整流输出相比较，此同步mos管基本上不用考虑反向恢复时间的问题，从而大大降低了器件的电压应力，器件损耗也相应降低，在器件选型上也有很多选择性。

本实施例通过分立式的副边低端同步整流的方式，节省去了控制芯片，简化电路，节省了空间，降低了成本，更加提升了产品的竞争力。