[發明專利]無損電流緩沖器電路及其變換器電路

有效

• 申請號: 200610144066.3
• 申請日: 2006-11-24
• 公開（公告）號: CN101192792A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 陳永勝;丁賢后
• 申請（專利權）人: 北京新雷能有限責任公司;深圳市雷能混合集成電路有限公司
• 主分類號: H02M1/34
• 分類號: H02M1/34;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔣常雪

技術領域

本發明涉及一種開關電源及電力變換領域，具體地說，涉及一種用于Boost升壓型變換器的無損電流緩沖器電路。

背景技術

Boost升壓變換器是常用的開關電源電路，變換器有兩種工作模式，即電流連續模式(CCM)和電流不連續模式(DCM)。電流連續模式下開關管和整流管的峰值電流較低，適合大功率輸出。Boost升壓變換器工作在電流連續的工作模式時，在開關管開通時刻會存在開關管和整流管共通狀態的換流過程，此過程中整流管的電流將急劇轉向開關管，開關管的電流過快上升造成開關管損耗較大，而整流管的電流過快下降可能造成大的反向恢復電流。最終導致變換器效率降低、以及電磁噪聲較大等不良影響。在線路中增加損耗型的緩沖器可以抑制電流的過快變化，但緩沖器自身的損耗大，對變換器效率的改善很有限。使用零電壓轉換(ZVT)技術可以較好地解決這一問題，但需要增加開關器件和控制線路，電路復雜，成本較高。

發明內容

本發明的目的即是解決上述換流過程的電流變化過快的問題，而設計的一種無損電流緩沖器電路，并在變換器中增加該無損電流緩沖器電路，構成兩種變換器電路，實現抑制開關管和整流管換流過程中過快的電流變化，并可對整流管的反向恢復能量進行回收。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種無損電流緩沖器電路，包括緩沖電感L2、緩沖二極管D2、儲能電容C2、緩沖復位電感L3和泄放二極管D3。緩沖電感L2、緩沖二極管D2和儲能電容C2以三角形方式兩兩相連構成一個閉合電流環路；其中緩沖二極管D2的陽極連接緩沖電感L2，陰極連接儲能電容C2，緩沖電感L2的另一管腳與儲能電容C2的另一管腳相連；緩沖復位電感L3一端與緩沖二極管D2的陰極連接，另一端與泄放二極管D3陽極連接。

第一種由無損電流緩沖器電路構成的變換器電路，包括無損電流緩沖器電路和Boost電路。斷開Boost升壓變換器中整流管D1的陽極與原電路的連接；將緩沖電感L2和儲能電容C2的連接點與整流管D1的陽極相連；將緩沖電感L2和緩沖二極管D2陽極的連接點與開關管Q1的漏極和升壓電感L1相連，泄放二極管D3的陰極與整流管D1的陰極相連。

第一種變換器電路在實際使用時，可能會因為器件特性不理想而產生寄生振蕩，影響電路運行的可靠性。一個簡單的解決方法是增加鉗位二極管D4，鉗位二極管D4的陽極接地，陰極與泄放二極管D3的陽極相連。

第二種由無損電流緩沖器電路構成的變換器電路，包括無損電流緩沖器電路和Boost電路。斷開Boost升壓變換器中開關管Q1的漏極與原電路的連接；緩沖電感L2和儲能電容C2的連接點與整流管D1的陽極及升壓電感L1相連；緩沖電感L2和緩沖二極管D2陽極的連接點與開關管Q1的漏極相連，泄放二極管D3的陰極與整流管D1的陰極相連。

第二種變換器電路在實際使用時，也可能會因為器件特性不理想而產生寄生振蕩，影響電路運行的可靠性。同樣可以增加鉗位二極管D4，鉗位二極管D4的陽極接地，陰極與泄放二極管D3的陽極相連。

本發明的有益效果是：本發明由無損電流緩沖器電路構成的變換器電路，其Boost變換器開關管與整流管之間的換流過程得到緩沖，電流變化率降低，從而減少了變換器的損耗，降低了變換器的電磁噪聲發射。由于緩沖器采用了無源的無損型電路結構，在不需要增加額外的控制線路的情況下，避免了緩沖器自身損耗大的問題。

附圖說明

圖1是Boost升壓變換器電路圖。

圖2是由無損電流緩沖器與Boost升壓變換器構成的第一種變換器電路圖。

圖3是由無損電流緩沖器與Boost升壓變換器構成的第二種變換器電路圖。

圖4至圖8分別是圖2所示電路不同工作模式下的等效原理電路示意圖。

圖9是圖2所示電路工作時的主要電參數波形圖。

圖10到圖14是圖3所示電路不同工作模式下的等效原理電路示意圖。

圖15是圖3所示電路工作時的主要電參數波形圖。

圖16是在圖2基礎上增加了鉗位二極管的原理圖。

圖17是在圖3基礎上增加了鉗位二極管的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示，是目前常見的Boost升壓變換器電路圖。