[實(shí)用新型]一種組合式開關(guān)及電源裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620135461.0
• 申請日: 2006-09-05
• 公開（公告）號: CN200983560Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任文華
• 申請（專利權(quán)）人: 任文華
• 主分類號: H02M7/44
• 分類號: H02M7/44
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種功率開關(guān)，具體地說，本實(shí)用新型涉及一種能高速運(yùn)行的組合式開關(guān)。本實(shí)用新型還涉及一種電源裝置，具體地說，涉及一種具有這種組合式開關(guān)的開關(guān)電源裝置。

背景技術(shù)

一般來說，開關(guān)電源裝置包含有開關(guān)電路，用于把直流電變換成高頻交流電，或者把某一電壓的直流電變換成另一電壓的直流電。在開關(guān)電路中，其功率開關(guān)裝置具有十分重要的作用。目前在高頻開關(guān)電路中，大量使用被稱為功率MOSFET的功率開關(guān)。由于功率MOSFET存在寄生二極管，而這一寄生二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較長，特別是大功率的功率MOSFET，其寄生二極管的反向恢復(fù)時(shí)間很長，難以適應(yīng)開關(guān)電路的高速運(yùn)行。為此，人們提出了一種含有功率MOSFET的組合式開關(guān)，以使所含的功率MOSFET的寄生二極管不正向?qū)ǎ淮嬖诜聪蚧謴?fù)的問題，以實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)行。1998年6月電子工業(yè)出版社出版的《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》一書，其中的第119頁描述了這種含有功率MOSFET的組合式開關(guān)，即在功率MOSFET上串聯(lián)一個(gè)肖特基二極管，再并聯(lián)上一個(gè)超快速二極管。這種組合式開關(guān)使所含的功率MOSFET的寄生二極管不存在反向恢復(fù)的問題，提高了功率開關(guān)的高速運(yùn)行性能。但是，該種組合式開關(guān)，特別是在電源裝置的應(yīng)用中存在如下問題：第一，該種組合式開關(guān)的高頻開關(guān)損耗很大，嚴(yán)重影響該種組合式開關(guān)的高頻性能及電源裝置的效率；第二，該種組合式開關(guān)的安全性能差，其內(nèi)的肖特基二極管很容易過壓而被反向擊穿，從而導(dǎo)致其電源裝置的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要提供一種新的組合式開關(guān)，使其具有較好的高頻運(yùn)行性能，特別是具有較高的可靠性。本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種具有這種組合式開關(guān)的電源裝置，以使電源裝置具有較高的可靠性和效率，適合作為中、大功率的電源。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種組合式開關(guān)，包括：功率MOSFET；與功率MOSFET串聯(lián)的第一開關(guān)二極管，其功率MOSFET的寄生二極管與第一開關(guān)二極管屬反向串聯(lián)；與由功率MOSFET和第一開關(guān)二極管所組成的串聯(lián)電路進(jìn)行并聯(lián)的第二開關(guān)二極管；其特征在于，在第一開關(guān)二極管上還并聯(lián)有電容器。

關(guān)于功率MOSFET與第一開關(guān)二極管的串聯(lián)，可以采用第一開關(guān)二極管的一端與所述的功率MOSFET的漏極相連，也可以采用第一開關(guān)二極管的一端與所述的功率MOSFET的源極相連。

所述的第一開關(guān)二極管優(yōu)選地使用肖特基二極管；所述的第二開關(guān)二極管優(yōu)選地使用超快速二極管。

所述的功率MOSFET可以采用一個(gè)功率MOSFET，也可以采用由多個(gè)相互并聯(lián)的功率MOSFET組成的組合式功率MOSFET，即也可以在所述的功率MOSFET上并聯(lián)有另外的至少一個(gè)功率MOSFET。

所述的電容器，其容量可以位于C(U-50)/(U_F1+U_F2+50)-C_D1至CU/(U_F1+U_F2)-C_D1之間，優(yōu)選地位于C(U-20)/(U_F1+U_F2+20)-C_D1至CU/(U_F1+U_F2)-C_D1之間，其中，U為功率MOSFET的工作電壓，U_F1為第一開關(guān)二極管的正向壓降，U_F2為第二開關(guān)二極管的正向壓降，C為功率MOSFET的總輸出電容或?yàn)槎鄠€(gè)相互并聯(lián)的功率MOSFET的總輸出電容，C_D1為第一開關(guān)二極管的寄生電容。這里要說明的是，由于在功率MOSFET上的工作電壓與在組合式開關(guān)上的工作電壓近似相等，U也可認(rèn)為是組合式開關(guān)上的工作電壓。

一種電源裝置，其特征在于，包含有至少一個(gè)組合式開關(guān)，所述的組合式開關(guān)由功率MOSFET、第一開關(guān)二極管、第二開關(guān)二極管和電容器所構(gòu)成，第一開關(guān)二極管與電容器并聯(lián)后與功率MOSFET進(jìn)行串聯(lián)，其功率MOSFET的寄生二極管與第一開關(guān)二極管屬反向串聯(lián)連接，第二開關(guān)二極管與由功率MOSFET、第一開關(guān)二極管和電容器所組成的電路進(jìn)行并聯(lián)。

在所述的一種電源裝置中，在所述的功率MOSFET上還并聯(lián)有另外的至少一個(gè)功率MOSFET。所述的第一開關(guān)二極管優(yōu)選地使用肖特基二極管；所述的第二開關(guān)二極管優(yōu)選地使用超快速二極管。

在所述的一種電源裝置中，包含有半橋變換器和二個(gè)組合式開關(guān)，這二個(gè)組合式開關(guān)分別作為半橋變換器的兩個(gè)橋臂。