一種新型降壓式同步整流開關電源制造技術

一種新型降壓式同步整流開關電源由輸入電路及脈沖產生電路，變換電路部分和負載部分組成。一種同時應用同步整流和ZVT軟開關技術的新型開關電源變換電路"在整流部分應用阻抗更小的MOSFET代替?zhèn)鹘y(tǒng)二極管實現了同步整流。采用軟開關技術實現了開關管的導通或關斷時，在零電壓或零電流條件下完成。該電源具有負載范圍寬、總體損耗小、效率高、抗干擾能力強、低噪聲、靜態(tài)電流小等優(yōu)點。

A new buck synchronous rectifier switching power supply

A novel buck synchronous rectifier switching power supply consists of an input circuit, a pulse generating circuit, a converting circuit part and a load part. A new switching power supply converter circuit using synchronous rectification and ZVT soft switching technology. In the rectifier part, the MOSFET with smaller impedance is used instead of the traditional diode to realize synchronous rectification. A soft switching technique is used to realize the switching on or off of the switch tube under zero voltage or zero current condition. The utility model has the advantages of wide load range, small overall loss, high efficiency, strong anti-interference ability, low noise, small quiescent current, etc..

【技術實現步驟摘要】
一種新型降壓式同步整流開關電源所屬
本專利技術涉及一種新型降壓式同步整流開關電源。
技術介紹
電子產品的能耗問題日益突出，如何降低其待機功耗，提高供電效率成為一個亟待解決的問題。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結構簡單，工作可靠性高，但仍存在體積大#銅鐵消耗量大#效率低#工作溫度較高以及調整范圍較小的缺點。為了解決傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源所產生的問題，人們將研究的重點轉移到了開關電源上。我國的開關電源產品雖已得到了廣泛的推廣與應用，但由于傳統(tǒng)功率器件頻率和功耗的限制，導致多數開關電源產品采用頻率為20KHZ以下的PWM技術，其效率僅能達到60%~70%。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術設計了一種新型降壓式同步整流開關電源。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型降壓式同步整流開關電源由輸入電路及脈沖產生電路，變換電路部分和負載部分組成。所述輸入電路及脈沖產生電路，產生死區(qū)時間就需要兩個同步的PWM信號來驅動這兩個開關，在這兩個信號間互相比較，使得驅動時能產生兩管間所要求的驅動時間間隔。所述變換電路部分，驅動信號產生后送入IRS2181中進行處理，并進行脈沖整形和輸出，然后經由HO和LO輸出。基本的Buck電路只需驅動高端開關，LO端口則空閑。MOSFET整流時，要求柵極電壓必須與被整流電壓相位一致，故稱為同步整流。所述負載部分，通過調節(jié)電阻，達到穩(wěn)定輸出電壓。本專利技術的有益效果是，一種同時應用同步整流和ZVT軟開關技術的新型開關電源變換電路"在整流部分應用阻抗更小的MOSFET代替?zhèn)鹘y(tǒng)二極管實現了同步整流。采用軟開關技術實現了開關管的導通或關斷時，在零電壓或零電流條件下完成。該電源具有負載范圍寬、總體損耗小、效率高、抗干擾能力強、低噪聲、靜態(tài)電流小等優(yōu)點。附圖說明下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖1是外部電路原理框圖。圖2是同步整流電路原理圖。圖3是應用IRS2181芯片的同步整流變換器原理圖。圖4是占空比可調的定周期脈沖發(fā)生器電路圖。圖5是主電路拓撲圖。圖6是應用IRS2181芯片的ZVT同步整流變換器原理圖。具體實施方式在圖1中，將拓撲結構與同步整流Buck變換器結合，便形成了ZVT同步整流Buck變換器，通過外部電路產生脈沖信號，并通過內部芯片進行脈沖延遲、欠電壓檢測、脈沖放大器和脈沖濾波等一系列操作。調制及變換后的脈沖最終通過輸出電路并按照設計的開關時間和順序驅動3個開關。其中，信號調制電路、脈沖變換電路以及開關輸出電路均可通過IC控制下的ZVT同步整流Buck變換器實現。其中，A為信號產生電路PWM調制，B為脈沖整形及變換電路，C為開關脈沖輸出電路。在圖2中，MOSFET整流時，要求柵極電壓必須與被整流電壓相位一致，故稱為同步整流。在圖3中，同步整流Buck變換器，要實現同步整流，在設計過程中需考慮到留有一定的死區(qū)時間，用以避免或同時導通，相當于開關器件直接接地導致器件上電壓電流瞬間增大，使開關損壞。為產生死區(qū)時間就需要兩個同步的PWM信號來驅動這兩個開關，在這兩個信號間互相比較，使得驅動時能產生兩管間所要求的驅動時間間隔，故選擇用同一芯片驅動兩個開關管，在該操作的作用下，用于管導通的時間將會變長，從而可解決一部分由于頻率增大所導致的系統(tǒng)異常，對于低占空比的變換器優(yōu)勢也將更加明顯。在此Buck同步整流變換器中，同步整流MOSFET管是由IC控制，既由IRS2181芯片驅動和控制。因此，此驅動信號具有控制時序準確、驅動電壓恒定、不受輸入或輸出電壓影響的優(yōu)點。其中，E為穩(wěn)壓器，F為555脈沖發(fā)生器，1表示輸入電路及脈沖產生電路，2表示變換電路部分，3表示負載部分。在圖4中，變換器脈沖產生部分使用555定時器設計了一個脈沖發(fā)生信號器。其中，電路由和組成了一個多諧振脈沖發(fā)生器。電路中電容的充、放電回路獨立分開，調節(jié)時，電路中只改變充電放電的時間常數并不會改變電路的震蕩頻率。在充電到的輸入電壓之前，3腳呈高電平，導通，RVT1呈現較小的阻抗，調節(jié)，可使占空比在2%~98%范圍內變化，而周期不變。驅動信號產生后送入IRS2181中進行處理，并進行脈沖整形和輸出，然后經由HO和LO輸出?；镜腂uck電路只需驅動高端開關，LO端口則空閑。在圖5中，其中，S為主開關，為輔助開關，為同步整流開關，為諧振電感，為諧振電容，D為高頻肖特基二極管。及所構成的輔助諧振網絡將約在個周期內完成軟開關的操作，此網絡與主開關并聯，從而構成了ZVT軟開關拓撲結構。在圖6中，兩個IRS2181芯片分別驅動開關管和整流管。主開關管與整流管共用一個芯片，方便產生死區(qū)時間，避免器件因瞬間通過大電流或大電壓而造成的不必要損失，輔助開關管單獨應用一片芯片驅動。其中，E為穩(wěn)壓器，F為555脈沖發(fā)生器，1表示輸入電路及脈沖產生電路，2表示變換電路部分，3表示負載部分。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型降壓式同步整流開關電源由輸入電路及脈沖產生電路，變換電路部分和負載部分組成。

【技術特征摘要】
1.一種新型降壓式同步整流開關電源由輸入電路及脈沖產生電路，變換電路部分和負載部分組成。2.根據權利要求1所述的一種新型降壓式同步整流開關電源，其特征是所述輸入電路及脈沖產生電路產生死區(qū)時間就需要兩個同步的PWM信號來驅動這兩個開關，在這兩個信號間互相比較，使得驅動時能產生兩管...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李福來，
申請(專利權)人：李福來，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21