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一种次级控制隔离型DC/DC变换器电路拓扑结构 

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申请/专利权人:中国电子科技集团公司第四十三研究所

摘要:本发明的一种次级控制隔离型DCDC变换器电路拓扑结构,基于次级控制隔离型DCDC变换器的主功率回路包括输入滤波电路、功率转换电路、变压器、整流电路、输出滤波电路;还包括输出过欠压保护电路、脉宽控制器、取样反馈电路、隔离电路、初级功能电路;其中,所述脉宽控制器位于隔离型DCDC变换器的次级;本发明将脉宽控制电路和取样反馈电路同时放置在隔离型DCDC变换器的次级侧,初级开关管驱动信号通过脉宽调制器或数字隔离器传递至初级;该拓扑结构的反馈信号无需通过隔离电路传递,适用于电压型控制、峰值电流型控制、基于纹波的COT控制、V2C控制等控制方式,可有效提升DCDC变换器的动态响应速度。

主权项:1.一种次级控制隔离型DCDC变换器电路拓扑结构,基于次级控制隔离型DCDC变换器的主功率回路,所述次级控制隔离型DCDC变换器的主功率回路包括输入滤波电路(1)、功率转换电路(2)、变压器(3)、整流电路(4)、输出滤波电路(5);其特征在于:还包括输出过欠压保护电路(6)、脉宽控制电路(7)、取样反馈电路(8)、隔离电路(9)、初级功能电路(10);所述脉宽控制电路(7)位于隔离DCDC变换器的次级;其中,输入滤波电路(1)的输出与功率转换电路(2)连接,功率转换电路(2)的输出与变压器(3)的输入端连接,变压器(3)的输出与整流电路(4)的输入端连接,整流电路(4)的输出与输出滤波电路(5)的输入端连接,输出滤波电路(5)的输出与取样反馈电路(8)的输入端连接,取样反馈电路(8)的输出端与脉宽控制电路(7)的输入端和隔离电路(9)的输入端相连;同时,脉宽控制电路(7)的输出端与整流电路(4)的输入端和隔离电路(9)的输入端相连,隔离电路(9)的输出端与功率转换电路(2)的输入端连接,输出过欠压保护电路(6)的输出端与初级功能电路(10)的输入端相连,初级功能电路(10)的输出端与隔离电路(9)的输入端相连;所述次级控制隔离型DCDC变换器的主功率回路包括初级输入滤波电感L1,输入滤波电容C1、开关管V1、初级电流取样互感器L2、变压器T1、次级同步整流管V2、次级同步续流管V3、输出储能滤波电感L3、输出滤波电容C2;其中,输入滤波电感L1一端与输入电压源Vin相连,另一端与输入滤波电容C1相连,构成输入滤波电路(1);输入滤波电容C1一端与电流互感器L2的一端取样绕组相连,另一端与功率开关管V1漏极相连,所述电流互感器L2的另一端与变压器T1初级绕组相连,变压器T1初级绕组另一端与开关管V1的漏极相连,开关管V1的漏极与变压器初级绕组一端相连,源级与输入滤波电容一端相连,栅级与隔离电路的一端相连,开关管V1构成功率转换电路(2);变压器T1次级绕组与同步整流管V2的漏级相连,同步整流管V2的源级与续流开关管V3的源级相连,同步整流管V2、续流开关管V3栅级分别与脉宽控制电路的脉宽控制输出相连,源级与输出滤波电容C2的一端相连,变压器T1次级绕组的另一端与续流开关管V3的漏极相连,并与输出滤波电容C2的一端相连,同步整流管V2和续流开关管V3共同构成整流电路(4);输出滤波电感L3一端与变压器次级绕组一端及续流开关管V3漏极相连,另一端与输出滤波电容C2相连,共同构成输出滤波电路(5);所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连,另一端与电阻R2相连,电阻R2的另一端与次级参考地相连,构成输出电压取样电路,电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连,所述运算放大器N1的反相输入端与电容C3、C2的一端相连,电阻R4的一端与电容C3相连,另一端与电容C2及运算放大器的输出端相连,电阻R3的一端与输出电压Vo相连,另一端与电容C1相连,电容C1的一端与运算放大器N1的反向输入端相连,所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连,电阻R3、R4、电容C1、C2、C3与运算放大器N1共同构成Ⅲ型负反馈补偿电路;所述脉宽控制电路(7)采用比较器N2,所述运算放大器N1的输出与比较器N2的同相输入端相连,比较器N2的反相输入端与锯齿波信号Vramp相连,比较器N2的输出PWM控制信号,通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连;或者,所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连,另一端与电阻R2相连,电阻R2的另一端与次级参考地相连,构成输出电压取样电路,电阻R2的一端与运算放大器N1的反相输入端相连,所述运算放大器N1的反相输入端与电容C1、C2的一端相连,电阻R3的一端与电容C2相连,另一端与电容C1及运算放大器的输出端相连,所述运算放大器N1的同相输入端与参考基准电压相连,电阻R3、电容C1、C2与运算放大器N1共同构成Ⅱ型负反馈补偿电路;电阻R4的一端与次级参考地相连,另一端与电流采样信号Vi相连,二极管D1的一端与电流采样信号Vi相连,另一端与电阻R5的一端相连,电阻R6和电容C3的一端与电阻R4相连,另一端与电阻R5相连;电阻R4、R5、R6和二极管D1、电容C3共同构成了电流采样滤波电路;运算放大器N1的输出与比较器N2的反相输入端相连,比较器N2的同相输入端与电容C3的一端相连,比较器N2的输出与触发器N3的复位端相连,触发器N3的置位端与时钟信号相连,触发器N3的输出通过隔离电路9与开关管V1的栅极相连;比较器N2与触发器N3构成脉宽控制电路(7);或者,所述取样反馈电路(8)包括电阻R1的一端与输出电压Vo相连,另一端与电阻R2相连,电阻R2的另一端与次级参考地相连,构成输出电压取样电路,电阻R2的一端与比较器N4的反相输入端相连,所述比较器N4的反相输入端与电容C2的一端相连,电容C2的另一端与电容C1和电阻R3相连,电阻R3的另一端与输出滤波电感L的一端相连,输出滤波电感L的另一端与电容C1的一端相连,所述比较器N4的同相输入端与参考基准电压相连,电阻R3、电容C1、C2与比较器N4共同构成反馈补偿电路;比较器N4的输出端与触发器N5的置位端相连,触发器N5的复位端与导通定时器的输出端相连,触发器N5的输出通过隔离电路(9)与开关管V1的栅极相连;触发器N5与导通定时器构成脉宽控制电路(7)。

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