一种反激二倍压整流电路和高压输出开关电源的制作方法

本发明涉及开关电源，特别涉及一种反激二倍压整流电路和高压输出开关电源。

背景技术：

1、开关电源能够通过电力电子变换向负载提供所需的输出电压。在高压输出应用中，随着所需输出电压提高，变压器次边高压绕组的匝数通常需要相应增加。次边绕组匝数增加会使变压器体积和高度增大，并提高整流电路中相关元器件的耐压要求。因此，高压输出条件下的变压器体积和整流元件耐压是开关电源设计中需要考虑的问题。

2、现有技术中已有方案针对高输出电压反激变换器的次边整流进行改进。例如，公开号为cn119543669a的专利申请公开的方案将两个次边绕组串联，并设置次边中心抽头。在次边高侧和低侧分别设置同步整流管。同时，将两个均压电容的中间连接点接入次边中心抽头，并设置与均压电容并联的均压电阻。该方案通过高侧和低侧同步整流管共同工作，对整流管承担的反向电压进行分配。该类方案需要采用分段次边绕组和中心抽头结构，并配置同步整流器件及均压网络。

3、现有技术中还存在采用二倍压整流电路的高压输出开关电源方案。例如，公开号为cn106972742a的专利申请公开的方案利用电容和二极管构成二倍压整流电路，并在整流电路后设置π型差模滤波器和lc共模滤波器，用于抑制输出中的差模纹波噪声和共模纹波噪声。该类方案主要围绕高压输出条件下的整流和纹波噪声抑制进行电路配置。

4、对于高压输出反激电路，变压器次边绕组匝数、变压器体积以及整流元件耐压要求仍然是相互关联的设计约束。现有技术分别采用分段次边绕组与同步整流结构，或者采用二倍压整流与多级滤波结构实现相应的设计目标。

5、因此，如何在高压输出反激电路中，以较为简洁的次边整流结构实现直流电压倍增，同时降低变压器次边所需输出电压和整流元件耐压要求，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种反激二倍压整流电路和高压输出开关电源，旨在在高压输出反激电路中，以较为简洁的次边整流结构实现直流电压倍增，同时降低变压器次边所需输出电压和整流元件耐压要求。

2、为了实现上述目的，本发明提出一种反激二倍压整流电路，包括变压器、第一储能电容、第二储能电容、第三储能电容、第一整流二极管、第二整流二极管和第三整流二极管；

3、所述变压器具有次边绕组，所述次边绕组具有同名端和异名端；

4、所述第一储能电容的一端与所述第一整流二极管的阴极连接，所述第一储能电容的另一端与所述次边绕组的同名端连接；

5、所述第一整流二极管的阳极与所述次边绕组的异名端连接；

6、所述第二储能电容的一端与所述第二整流二极管的阴极连接，所述第二储能电容的另一端与所述第一整流二极管的阳极连接；

7、所述第二整流二极管的阴极与所述第三整流二极管的阳极连接；

8、所述第三储能电容的一端与所述第二整流二极管的阳极连接，所述第三储能电容的另一端与所述第三整流二极管的阴极连接；

9、所述第三整流二极管的阴极与所述第三储能电容的另一端的连接点构成所述反激二倍压整流电路的输出正端，所述次边绕组的同名端与所述第一储能电容的另一端的连接点构成所述反激二倍压整流电路的输出负端。

10、优选地，所述变压器还具有原边绕组，所述反激二倍压整流电路被配置为：

11、在所述变压器的原边侧处于关断阶段时，所述第一整流二极管导通，以对所述第一储能电容进行充电；

12、在所述变压器的原边侧再次处于导通阶段时，所述第一整流二极管截止，所述第二整流二极管导通，以对所述第二储能电容进行充电；

13、在所述变压器的原边侧再次处于关断阶段时，所述第二整流二极管截止，所述第三整流二极管导通，以对所述第三储能电容进行充电。

14、优选地，经过多个开关周期的充电后，所述第一储能电容、所述第二储能电容和所述第三储能电容达到稳态，所述输出正端与所述输出负端之间的输出电压由所述第一储能电容两端的电压和所述第三储能电容两端的电压按极性相加形成。

15、优选地，在忽略所述第一整流二极管、所述第二整流二极管和所述第三整流二极管的正向压降的条件下，所述输出正端相对于所述输出负端的输出电压与所述次边绕组的异名端在所述变压器的原边侧处于关断阶段时相对于所述输出负端的电压满足：

16、。

17、本申请还公开了一种高压输出开关电源，包括上述反激二倍压整流电路。本文所称高压输出开关电源，是指包括所述反激二倍压整流电路并利用所述反激二倍压整流电路实现倍压输出的开关电源。

18、优选地，所述高压输出开关电源采用单端反激拓扑。

19、采用上述技术方案具有以下优点：

20、相较于采用分段次边绕组、中心抽头、同步整流器件及均压网络的方案，本申请通过变压器次边绕组、三个储能电容和三个整流二极管之间的连接关系形成反激二倍压整流网络；相较于在二倍压整流电路后设置π型差模滤波器和lc共模滤波器的方案，本申请的技术方案围绕所述反激二倍压整流网络实现电压倍增。三个整流二极管对电流进行整流和导引，使次边绕组在开关周期内对相应储能电容进行充电。储能电容达到稳态后，第一储能电容和第三储能电容的电压能够按极性叠加形成输出电压，从而实现二倍直流电压输出。在相同输出电压要求下，可以降低变压器次边所需输出电压，进而减少次边绕组匝数和变压器体积。同时，可以降低整流电路元器件的耐压要求。

1.一种反激二倍压整流电路，其特征在于，包括变压器、第一储能电容、第二储能电容、第三储能电容、第一整流二极管、第二整流二极管和第三整流二极管；

2.根据权利要求1所述的反激二倍压整流电路，其特征在于，所述变压器还具有原边绕组，所述反激二倍压整流电路被配置为：

3.根据权利要求2所述的反激二倍压整流电路，其特征在于，经过多个开关周期的充电后，所述第一储能电容、所述第二储能电容和所述第三储能电容达到稳态，所述输出正端与所述输出负端之间的输出电压由所述第一储能电容两端的电压和所述第三储能电容两端的电压按极性相加形成。

4.根据权利要求3所述的反激二倍压整流电路，其特征在于，在忽略所述第一整流二极管、所述第二整流二极管和所述第三整流二极管的正向压降的条件下，所述输出正端相对于所述输出负端的输出电压  与所述次边绕组的异名端在所述变压器的原边侧处于关断阶段时相对于所述输出负端的电压  满足：

5.一种高压输出开关电源，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的反激二倍压整流电路。

6.根据权利要求5所述的高压输出开关电源，其特征在于，所述高压输出开关电源采用单端反激拓扑。